Decadimento della produzione da fotovoltaico e crisi climatica

In un precedente articolo abbiamo affrontato il tema di come  la produzione da fotovoltaico negli anni sia in netto contrasto con le aspettative a causa del cambiamento climatico. Di fatto impianti anche di qualche anno producono di più rispetto a naturale decadimento della tecnologia.

Per dimostrarlo abbiamo portato un caso pratico di un impianto monitorato da anni situato nella zona di Torino. In particolare veniva evidenziato come la prestazione degli impianti FV dovesse obbligatoriamente essere rapportata alla insolazione, visto l’aumento significativo di questa ultima. Di conseguenza si auspicava una maggiore diffusione di dati di rilievo della insolazione su tutto il territorio nazionale.

Il monitoraggio dal 2012 e analisi del decadimento della produzione da fotovoltaico

Ora si intende approfondire il tema su un impianto FV reale civile sotto monitoraggio dal 2012 nel Nord Italia, con i dati aggiuntivi di insolazione del 2023, anche per:

• valutare il decadimento del rendimento dell’impianto (oscurato dall’aumento della insolazione)
• stimare la maggiore quota di energia autoprodotta immessa in rete rispetto alle diminuzioni progressive ipotizzate con decadimento progressivo dei rendimenti
• aprire una vista su conseguenze del fenomeno in argomento sugli impianti realizzati nel periodo 2011-2013 con i vari Conti Energia, che per almeno 8 anni costituiranno una voce significativa di spesa nazionale (tramite GSE). Al riguardo ricordiamo che gli incentivi dei vari Conti Energia per l’energia prodotta dall’impianto FV avevano portato, in vari casi, con lo scopo massimizzare incentivo, a dimensionare l’impianto in funzione della superficie disponibile (focus sul m²) o sulla massima potenza disponibile al contatore

I dati dell’impianto

Il dimensionamento più accurato, per un caso reale, supposta una resa annua (dichiarata da fornitore) media di 1250 kWh/anno*kWp (Anno 2012- fornitore Sun Power modello E18 318W, posizionato nord Italia su falda tetto a sud, inclinato di circa 30°), aveva portato a una potenza di picco da installare pari a:

• riferimento consumi totali 3271 kWh/anno/1250 kWh/anno*kWp= 2,6 kWp

Nella abitazione di riferimento alla fine del 2011 è stato installato un impianto FV da 2,5 kW picco, per il quale si è provveduto mensilmente alla lettura, per fascia oraria, dei relativi contatori elettrici dedicati, deducendone tra l’altro la produzione mensile anche al variare della stagione e delle condizioni climatiche.

La produzione annua reale dell’impianto FV è risultata:

Vediamo dai dati una produzione sostanzialmente stabile, anzi con dei miglioramenti negli ultimi anni rispetto ai primi anni, contro ogni principio fisico dei rendimenti di un’apparecchiatura (decadimento progressivo).

Si è quindi ripresa la insolazione in zona (Dati da Stazione Meteorologica di Fisica dell’Atmosfera Dipartimento di Fisica – Università degli Studi di Torino –  Lat: 45°03′07,15″ Nord , Long: 007°40′53,30″ Est , Alt: 254 m s.l.m.), aggiungendo i  dati 2023. Si conferma che la insolazione annuale risulta crescente, in particolare negli ultimi 2 anni (con conseguente rafforzamento di quanto sostenuto in precedente articolo):

Valutazione della medesima variazione solare a livello mensile:

Dal 2013 gli incrementi sistematici si sono avuti nei mesi di gennaio, aprile, agosto e settembre, con picchi significativi negli ultimi 2 anni.  Nel 2022 e 2023 si hanno incrementi generalizzati in quasi tutti i mesi (questo dato inconfutabile oggi viene attribuito a cambiamenti climatici, ma non è questa la sede di valutazioni al riguardo).

Ne consegue la conferma della irrinunciabile necessità di una analisi fisico tecnica ed energetica più specifica per valutare il comportamento dello impianto FV, in particolare la produzione va rapportata alla insolazione, anche perchè solo così emerge il progressivo decadimento dello impianto, “oscurato” apparentemente dalla maggiore insolazione.

leggi anche: Installazioni fotovoltaico in crescita, i dati di Italia Solare

Alcuni aspetti su cui riflettere

Questa semplice analisi, se confermata su un più ampio campo di applicazione (specie geografico), richiama l’attenzione su alcuni aspetti:

• conferma che la valutazione della prestazione dell’impianto FV oggi deve essere correlata alla insolazione reale, ovviamente per i nuovi impianti già in fase di dimensionamento (per evitare ad esempio sovradimensionamenti, se ci si basa su dati classici anche di SW non aggiornati)
• i criteri di quantificazione dei Conti Energia (applicati 12-13 anni fa, quindi a impianti che hanno superato la vita media convenzionale di 20 anni) sono superati, con un significativo vantaggio per chi ha installato tali impianti (riduzione del tempo di ritorno previsto) e un aumento della spesa prevista dallo Stato per incentivi (circa 20-25%) causa mancata riduzione progressiva di resa
• aumento, imprevisto al tempo, di immissione di energia in rete con il passare degli anni, stimabile di larga massima in 500 GWh/anno

Si ipotizza 22,5% la quota di energia che ad oggi per decadimento non avrebbe più dovuto essere immessa in rete ma come visto la maggiore insolazione ha compensato tale decadimento.

1. 15000 impianti FV di dimensione 1-3 kWp. Valutazione di larga massima e cautelativa (riferita a esposizione nord Italia) 150000* 0,7(quota immessa in rete) *3250 kWh/anno*22,5% =75 GWh/anno
2. 2500 GWh/anno prodotti alla fine conti energia nel 2013, si può stimare in 2500 GWh/anno *0,9 (quota immessa in rete) * 22,5% = 500 GWh/anno

• l’apporto crescente del FV alla produzione FER elettrica nazionale grazie alla insolazione in aumento (cambiamenti climatici)

In generale le valutazioni relative a impianti Fotovoltaici ad uso civile devono essere più articolate e approfondite (anche con attenzione prevalente ai consumi in Fascia F1), dimenticando i criteri semplicistici a suo tempo utilizzati. Parimenti lo Stato dovrebbe riconvertire gli incentivi residui in altre forme di sostegno (es. per impianti civili aggiunta accumuli a favore di una vera azione di indipendenza energetica dei siti serviti).