Nel funzionamento reale di un sistema fotovoltaico, i moduli operano spesso a lungo in condizioni complesse: alta irradiazione, ventilazione limitata e accumulo di calore sulle coperture. Per descrivere l’impatto delle variazioni di temperatura sulle prestazioni, i produttori di pannelli solari indicano normalmente il coefficiente di temperatura nelle schede tecniche. In determinati contesti applicativi, questo parametro diventa un fattore determinante per la produzione di energia, l’efficienza del sistema e la redditività di lungo periodo di un impianto fotovoltaico per azienda.
Indice
- Che cos’è il coefficiente di temperatura e quali caratteristiche operative del modulo riflette?
- Le tipologie più comuni di coefficiente di temperatura e il loro impatto sulle prestazioni di produzione (PMAX, ISC e VOC)
- In diversi scenari applicativi, in che modo il coefficiente di temperatura influisce sulle prestazioni reali dei moduli?
- Come utilizzare correttamente il coefficiente di temperatura nella scelta dei moduli?
1. Che cos’è il coefficiente di temperatura e quali caratteristiche operative del modulo riflette?
All’interno dei parametri tecnici dei moduli fotovoltaici, il coefficiente di temperatura è spesso considerato un indicatore “secondario”. Tuttavia, nelle condizioni operative reali, esso riflette in modo diretto la capacità del modulo di adattarsi ad ambienti ad alta temperatura e la stabilità della produzione energetica, aspetti particolarmente rilevanti nel fotovoltaico aziendale.
Dal punto di vista tecnico, il coefficiente di temperatura descrive l’andamento delle prestazioni elettriche del modulo quando la temperatura di esercizio supera le condizioni standard di test (STC, 25 °C). È generalmente espresso in %/°C e indica che, per ogni aumento di 1 °C della temperatura del modulo, tensione, corrente o potenza in uscita variano secondo una determinata percentuale.
Nella pratica progettuale, però, il valore del coefficiente di temperatura va oltre la semplice “variazione di un parametro”. Il suo significato principale risiede nella capacità di descrivere il comportamento reale dei moduli fotovoltaici in condizioni non ideali. A differenza dell’ambiente di laboratorio, i moduli installati all’esterno operano per lunghi periodi a temperature superiori ai 25 °C, soprattutto nei mesi estivi ad alta irradiazione o su coperture con dissipazione termica limitata, come nel caso di un impianto fotovoltaico industriale.
Dal punto di vista applicativo, il coefficiente di temperatura presenta alcune caratteristiche chiave:
- la temperatura del modulo è influenzata simultaneamente da irradiazione, ventilazione, modalità di installazione e struttura del tetto, risultando spesso superiore alla temperatura ambiente;
- descrive una tendenza di variazione delle prestazioni al variare della temperatura, non il livello assoluto di efficienza del pannello fotovoltaico;
- il suo valore principale risiede nella valutazione dello scostamento delle prestazioni in condizioni di esercizio reale;
- non può essere considerato isolatamente, ma deve essere analizzato insieme all’intervallo di temperatura di esercizio, alla configurazione del sistema e agli obiettivi del progetto, come nel caso del risparmio energetico in azienda.
Solo chiarendo questo concetto di base è possibile distinguere correttamente le diverse tipologie di coefficienti di temperatura, comprenderne il significato prestazionale e valutarne le differenti priorità nelle applicazioni concrete del fotovoltaico per le aziende.
2. Le tipologie più comuni di coefficienti di temperatura e il loro impatto sulle prestazioni di produzione (PMAX, ISC e VOC)
Nelle schede tecniche dei moduli fotovoltaici vengono normalmente riportati tre parametri legati alla temperatura: tensione a circuito aperto (Voc), corrente di cortocircuito (Isc) e potenza massima in uscita (Pmax).
Sebbene siano tutti espressi sotto forma di coefficienti di temperatura, il loro impatto sulle prestazioni di produzione reale non è equivalente. Comprendere le differenze tra questi tre coefficienti aiuta a evitare interpretazioni eccessive di alcuni parametri durante la scelta dei moduli per un impianto fotovoltaico per azienda.
2.1 Coefficiente di temperatura Voc: incide soprattutto sui limiti di sistema, non sulla produzione
Con l’aumento della temperatura del modulo, la tensione a circuito aperto (Voc) tende generalmente a diminuire. Nelle applicazioni reali, questa variazione influisce principalmente sulle scelte di progettazione a livello di sistema, come il numero di moduli collegati in serie, il range di tensione dell’inverter e i margini di sicurezza elettrica.
Poiché durante il funzionamento normale il modulo lavora in prossimità del punto di massima potenza, la Voc non determina direttamente la quantità di energia prodotta. Per questo motivo, il coefficiente di temperatura della Voc è più indicato come parametro di vincolo per la progettazione elettrica e l’abbinamento dei componenti, piuttosto che come indicatore diretto delle prestazioni di produzione.
2.2 Coefficiente di temperatura Isc: variazione presente, ma contributo limitato alla produzione
La corrente di cortocircuito (Isc) tende in genere ad aumentare leggermente con l’aumento della temperatura, motivo per cui il suo coefficiente di temperatura è spesso debolmente positivo o prossimo allo zero.
Tuttavia, in condizioni operative normali, il modulo non lavora in stato di cortocircuito: la corrente di uscita è determinata dal punto di massima potenza. Di conseguenza, anche se la Isc varia con la temperatura, il suo coefficiente ha un’influenza limitata sulla produzione effettiva di energia. Nella pratica, viene utilizzato più per le verifiche di sicurezza elettrica che come criterio principale per valutare l’efficienza di un impianto fotovoltaico industriale.
2.3 Coefficiente di temperatura Pmax: l’indicatore più diretto delle prestazioni ad alta temperatura
Rispetto a Voc e Isc, il coefficiente di temperatura della potenza massima (Pmax) è quello più direttamente correlato alle prestazioni di produzione. Quando la temperatura del modulo aumenta, la variazione della Pmax può essere interpretata quasi direttamente come una variazione dell’energia effettivamente producibile.
Nei progetti in cui il funzionamento ad alta temperatura è una condizione ricorrente, le differenze di Pmax tra moduli diversi si traducono spesso in scostamenti misurabili della produzione energetica. In particolare, su tetti industriali, pensiline o in aree caratterizzate da climi caldi, come nel Sud Europa, i moduli con un coefficiente di temperatura Pmax più contenuto tendono a mantenere una produzione più stabile, riducendo l’impatto delle alte temperature sulla resa annuale e sul risparmio energetico aziendale.
I valori tipici dei parametri legati alla temperatura per i moduli fotovoltaici più diffusi sono riassunti nella tabella seguente.
Dal punto di vista delle prestazioni di produzione, Pmax è il coefficiente di temperatura con il maggiore valore pratico di riferimento, mentre Voc e Isc sono utilizzati principalmente per la progettazione di sistema e le verifiche di sicurezza.
3. In che modo il coefficiente di temperatura influisce sulle prestazioni reali dei moduli nei diversi scenari applicativi?
3.1 Perché nel Sud Europa il coefficiente di temperatura influisce direttamente sulla redditività dei progetti fotovoltaici
Se un progetto è situato nel Sud Europa (come il Sud Italia o il Sud della Francia) e i ricavi derivano principalmente dalla produzione estiva, il coefficiente di temperatura non è un parametro “opzionale”, ma una variabile direttamente legata al rendimento annuale dell’impianto fotovoltaico per aziende.
Nelle aree come il Sud Italia e il Sud della Francia, i progetti fotovoltaici presentano generalmente due caratteristiche concomitanti:
- l’irraggiamento estivo raggiunge i valori massimi annuali, con il picco di produzione concentrato tra giugno e agosto;
- nello stesso periodo, la temperatura di esercizio dei moduli si colloca nel punto più alto dell’anno.
Ciò significa che le alte temperature non si verificano in fasi marginali della produzione, ma coincidono con la finestra temporale più critica per la generazione di energia. Nelle valutazioni ingegneristiche, il settore utilizza spesso un modello semplificato ispirato all’approccio IEC per stimare la variazione di potenza in condizioni di alta temperatura:
P ≈ Pₛₜ𝒸 × [1 + Pmax × (Tcell − 25 °C)]
Questa formula consente di valutare se il funzionamento ad alta temperatura possa amplificarsi, durante il periodo di massima produzione annuale, in una differenza di potenza continua e misurabile.
Ipotesi di funzionamento:
- temperatura operativa del modulo: 80 °C
- differenza di temperatura rispetto alle STC: 80 °C − 25 °C = 55 °C
Esempi:
- modulo TOPCon (coefficiente di temperatura Pmax −0,32 %/°C): perdita di potenza di circa 17,6 %, con una produzione effettiva pari a circa l’82 % della potenza nominale;
- modulo IBC (coefficiente di temperatura Pmax −0,29 %/°C): perdita di potenza di circa 15,95 %, con una produzione effettiva pari a circa l’84 % della potenza nominale;
- modulo HJT (coefficiente di temperatura Pmax −0,243 %/°C): perdita di potenza di circa 13,4 %, con una produzione effettiva pari a circa l’86 %–87 % della potenza nominale.
Per i progetti del Sud Europa orientati prevalentemente alla produzione estiva, il coefficiente di temperatura è quindi strettamente legato alla stabilità dei ricavi nel lungo periodo e dovrebbe essere considerato uno dei principali criteri di confronto nella scelta dei moduli fotovoltaici.
3.2 In quali scenari applicativi il coefficiente di temperatura merita particolare attenzione?
Il fatto che il coefficiente di temperatura influisca realmente sulla redditività di un progetto non dipende solo dal Paese o dalla latitudine, ma è strettamente legato allo specifico scenario applicativo. Nella pratica, esistono alcune tipologie di progetto in cui il coefficiente di temperatura tende più facilmente a tradursi in differenze di produzione percepibili:
- Progetti su tetti commerciali e industriali
Le condizioni di ventilazione del tetto sono spesso limitate e la dissipazione del calore sul lato posteriore dei moduli risulta meno efficiente. In estate, i moduli entrano più facilmente in una fase di funzionamento prolungato ad alta temperatura. In questi casi, il coefficiente di temperatura influisce direttamente sul livello di produzione nei periodi a maggiore rendimento, assumendo un valore di riferimento elevato. - Pensiline fotovoltaiche e strutture sopraelevate
I moduli sono generalmente esposti alla radiazione solare diretta, con un effetto combinato di riflessione dal suolo e temperatura ambientale elevata, che prolunga le ore di funzionamento ad alta temperatura. Se i ricavi del progetto dipendono in larga misura dalla produzione estiva, il coefficiente di temperatura diventa un parametro di confronto rilevante. - Agrivoltaico e impianti a bassa altezza da terra
La ridotta distanza dal suolo accentua l’effetto della radiazione termica proveniente dal terreno. Inoltre, questi sistemi sono spesso progettati per una stabilità operativa di lungo periodo. In tali contesti, l’impatto del coefficiente di temperatura sulla stabilità della produzione tende a emergere progressivamente nel corso degli anni.
Di conseguenza, nella valutazione del coefficiente di temperatura, l’elemento chiave non è tanto l’etichetta geografica del progetto, quanto il fatto che i moduli operino in modo continuativo in condizioni di alta temperatura e durante fasi ad alto peso produttivo. In questi scenari, il coefficiente di temperatura merita quindi di essere considerato un criterio prioritario nella selezione dei moduli.
4. Come utilizzare correttamente il coefficiente di temperatura nella scelta dei moduli
Nella selezione dei moduli, il coefficiente di temperatura non è un parametro da “ottimizzare” isolatamente, ma nemmeno un valore da trascurare in presenza di specifiche condizioni di progetto.
Nella pratica, il coefficiente di temperatura viene utilizzato principalmente per il confronto tra moduli nei seguenti casi:
- Progetti in cui i ricavi sono concentrati nei periodi estivi ad alta temperatura
I moduli HJT, grazie a un coefficiente di temperatura più contenuto, sono adatti a progetti che richiedono elevata stabilità produttiva in condizioni di caldo intenso e una buona affidabilità nel lungo periodo, con un budget relativamente più flessibile.
I moduli IBC offrono un buon equilibrio tra comportamento termico e potenza per unità di superficie, risultando adatti ad applicazioni commerciali e industriali che puntano a coniugare efficienza e stabilità in ambienti caldi. - Progetti in cui le alte temperature sono presenti ma non dominanti durante l’anno
In questi scenari, l’impatto del caldo sulla produzione ha un carattere più stagionale. I moduli TOPCon presentano un buon compromesso tra efficienza, costo e coefficiente di temperatura, risultando adatti a progetti che richiedono un equilibrio complessivo tra prestazioni, disponibilità di fornitura e rapporto qualità-prezzo. Sono particolarmente indicati per installazioni su tetti o pensiline, dove le condizioni di dissipazione del calore sono relativamente limitate. - Progetti con bassa sensibilità al coefficiente di temperatura
In questi casi, la temperatura di esercizio dei moduli è relativamente controllabile e l’impatto del caldo sulla produzione ha un peso ridotto. Il coefficiente di temperatura non rappresenta quindi il principale elemento di distinzione e può essere valutato insieme ad altri parametri prestazionali.
In conclusione, il coefficiente di temperatura non determina da solo la scelta dei moduli in ogni progetto. Tuttavia, nelle applicazioni in cui il funzionamento ad alta temperatura è una condizione ricorrente, esso dovrebbe essere incluso tra i principali criteri di confronto e valutato in relazione alla tecnologia del modulo e al suo impatto sulle prestazioni reali e sulla redditività di lungo periodo.
Maysun Solar opera da anni nel mercato europeo, fornendo a partner all’ingrosso e distributori moduli fotovoltaici basati su diverse tecnologie, tra cui IBC, TOPCon e HJT. Nei diversi scenari operativi, l’attenzione è rivolta soprattutto alla stabilità di produzione in condizioni di alta temperatura, alla potenza per unità di superficie e all’adattabilità di sistema, per supportare progetti capaci di ottenere prestazioni affidabili e risultati sostenibili in condizioni di esercizio reale.
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