Lo dimostra un nuovo studio dell’UNSW moduli fotovoltaici perderà efficienza e costerà di più produrre nelle regioni più calde dell’Australia.
Per procedere con i macchinari industriali completamente elettrici è necessaria un’infrastruttura globale di generazione elettrica su larga scala. Credito immagine: Nuno Marques tramite Unsplash, licenza gratuita
I moduli fotovoltaici (FV) industriali su larga scala vengono lanciati in tutto il paese poiché si prevede che la tecnologia solare diventerà una delle più grandi fonti di energia rinnovabile a livello mondiale entro il 2026.
Tuttavia, i cambiamenti delle temperature causati dai cambiamenti climatici significano che i pannelli solari corrono un rischio maggiore di degradarsi a causa dell’esposizione prolungata a condizioni esterne difficili.
Una nuova modellizzazione dei ricercatori dell’UNSW evidenzia la necessità di considerare l’evoluzione del clima nella progettazione dei moduli fotovoltaici.
I risultati, pubblicati sulla rivista Progressi nel fotovoltaico: ricerca e applicazionimostrano che il degrado dei futuri moduli fotovoltaici comporterà un aumento fino al 12% della perdita di potenza, portando a un aumento di circa il 10% dei futuri prezzi dell’energia entro il 2059.
L’energia eolica e solare mantengono la loro posizione come la forma di energia più economica in Australia, afferma il 2022-23 Rapporto GenCost di CSIROnonostante un aumento medio del 20% dei costi tecnologici.
“I moduli fotovoltaici commerciali su larga scala hanno una durata di vita tipica di circa 20-25 anni, anche se si degradano o perdono naturalmente la loro efficienza nel tempo”, afferma Shukla Poddar, autore principale dello studio e ricercatore post-dottorato presso la UNSW School of Photovoltaics and Ingegneria delle energie rinnovabili.
“Tuttavia, sappiamo che il clima e le condizioni meteorologiche locali influenzano il degrado dei moduli fotovoltaici e, per la prima volta, questa ricerca mira a modellare statisticamente il tasso di degrado medio ponderato in tutta l’Australia per le diverse modalità di degrado”.
Climi diversi in tutta l’Australia
Per lo studio, i ricercatori hanno utilizzato le proiezioni dei modelli climatici regionali per studiare i livelli previsti di temperatura e umidità relativa in tutta l’Australia e monitorare il loro impatto sul degrado dei moduli fotovoltaici in tutta l’Australia.
Lo studio ha esaminato tre meccanismi di degrado tipicamente osservati nei moduli di silicio: degrado per idrolisi, che considera la temperatura e l’umidità relativa; degrado termico, che tiene conto delle variazioni di temperatura del modulo; e la fotodegradazione, che influisce sulla temperatura e sull’umidità delle radiazioni UV.
Il tasso di degrado medio ponderato è stato calcolato utilizzando la probabilità di verificarsi di ciascuno di questi meccanismi in specifici tipi di clima, tra cui condizioni calde e umide, moderate e desertiche.
Per valutare l’impatto del cambiamento climatico sul degrado dei moduli, hanno stimato, quindi previsto, i cambiamenti nel tasso medio ponderato di degrado dei moduli in uno scenario di emissioni basse e alte.
In entrambi gli scenari, hanno scoperto che i tassi di degrado dei moduli erano più elevati nelle regioni con climi caldi e umidi, come le parti settentrionali dell’Australia, rispetto all’Australia centrale, dove l’aumento del tasso di degrado era inferiore a causa delle condizioni meteorologiche più secche e della minore umidità della regione.
Si prevede che anche le regioni con tassi di degrado elevati subiranno la maggiore perdita di energia, con un tasso di degrado medio ponderato previsto che quasi raddoppierà entro la fine del secolo.
“Il degrado dei moduli fotovoltaici dipende dal clima ed è molto specifico a seconda di dove sono installati in Australia”, afferma la signora Poddar.
“Se hai un modulo, diciamo nel mezzo del deserto, e hai lo stesso modulo installato da qualche parte lungo la costa, anche se potrebbero essere identici, il tasso di degrado varierebbe perché sono esposti a climi diversi”.
Moduli fotovoltaici a prova di clima
La dott.ssa Fiacre Rougieux, coautrice dello studio e docente presso la Scuola di Ingegneria del Fotovoltaico e delle Energie Rinnovabili, afferma che dobbiamo tenere in considerazione il cambiamento climatico quando si tratta di progettazione del fotovoltaico.
“Possiamo constatare che i fattori di stress climatico stanno diventando sempre più estremi e di conseguenza in alcune regioni i moduli fotovoltaici verranno probabilmente sostituiti più frequentemente”, afferma.
“La tecnologia dei pannelli fotovoltaici ha attraversato una rivoluzione completa negli ultimi 10 anni, e questo è un invito ai produttori a concentrare ora la loro attenzione su come renderli più resilienti ai cambiamenti climatici”.
Prepararsi al cambiamento del tempo
Poiché il mondo sperimenta climi meteorologici sempre più estremi, ritengono i ricercatori, ciò potrebbe avere un ruolo nella durata di vita dei moduli fotovoltaici.
“È importante capire come possiamo aiutare i produttori a capire quali moduli o quali tipi di tecnologia funzioneranno meglio, in base alle prestazioni di degrado in specifici tipi di clima”, afferma Professore Associato Merlinde Kaycoautore dello studio e docente presso la Scuola di Ingegneria del Fotovoltaico e delle Energie Rinnovabili.
Sebbene i ricercatori abbiano identificato che il degrado termico è il principale precursore del degrado in Australia, ulteriori ricerche dovrebbero concentrarsi sulla riduzione dell’entità del ciclo termico nei moduli.
“È essenziale concentrarsi sul miglioramento della progettazione dei moduli per limitare l’aumento della temperatura dei moduli. Ciò garantirebbe una maggiore potenza erogata e una migliore durata dei moduli. Ciò aiuterà i futuri impianti fotovoltaici industriali su larga scala a scegliere i moduli più convenienti e resistenti al clima”, afferma A/Prof. Kay.
Fonte: UNSW
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