Negli ultimi tempi, i pannelli solari stanno diventando sempre più popolari come fonte di energia elettrica da fonti pulite e rinnovabili. Tuttavia, la loro manutenzione non sempre è facile.
Uno dei principali svantaggi dei pannelli solari riguarda la loro efficienza energetica, poiché non tutto il calore solare viene convertito in energia elettrica, causando una significativa perdita che potrebbe essere risolta con una semplice innovazione.
La sporcizia accumulata sui pannelli rappresenta un problema per l’efficienza dei moduli fotovoltaici: depositi di polvere, terra o sabbia possono ridurre le prestazioni degli impianti.
Di solito, per pulire i moduli fotovoltaici, si utilizzano lance idrauliche o trattori dotati di spazzole ad acqua. Tuttavia, i costi possono essere molto elevati, soprattutto per gli impianti di grandi dimensioni, a causa dei consumi idrici, delle ore di lavoro e del consumo di carburante nel caso di veicoli motorizzati.
Indice
Scienza pakistana: pannelli solari autopulenti
In Pakistan, scienziati hanno sviluppato un rivoluzionario sistema per mantenere pulite le ampie superfici dei pannelli solari, riducendo la loro temperatura e rimuovendo ogni tipo di sporco. Adeel Waqas, il creatore di questa tecnologia, ha affermato: “Il sistema di pulizia dei pannelli solari che abbiamo sviluppato può essere facilmente integrato sia in impianti solari residenziali che commerciali.”
Questo approccio si distingue per la sua efficienza senza ulteriori costi, poiché il sistema è completamente autonomo grazie all’uso di un microcontrollore automatico per la pulizia dei pannelli.
L’efficienza è migliorata non solo grazie alla pulizia regolare, ma anche grazie al raffreddamento delle celle. L’acqua che scorre sulla superficie raffredda ogni modulo dell’0,8%. Secondo i calcoli, questo si tradurrebbe in un notevole risparmio energetico, poiché il costo aggiuntivo dei pannelli solari dotati di questo sistema sarebbe ammortizzato in meno di 3 anni.
Sistema di pulizia dei pannelli fotovoltaici con recupero dell’acqua
Il sistema di pulizia dei pannelli solari è una soluzione ingegnosa composta da una barra d’acciaio lunga 76,2 cm, fissata sul lato superiore del modulo solare. Questa barra utilizza un sistema a ventola piatta composto da otto ugelli posizionati a una distanza di 14 cm l’uno dall’altro. Grazie a questo sistema, viene applicato uno strato uniforme d’acqua sul pannello fotovoltaico, con un flusso di 0,49 L/m, gestito da una pompa da 36 W in corrente continua.
Adeel Waqas ha spiegato che dopo la pulizia, l’acqua utilizzata viene raccolta e passa attraverso un filtro Whatman, consentendo di recuperare l’85% dell’acqua. Questa acqua recuperata può essere riutilizzata, rendendo questa tecnologia particolarmente vantaggiosa per le regioni colpite dalla siccità.
L’efficacia del sistema di pulizia dei pannelli solari
Gli scienziati hanno condotto test sperimentali presso la NUST di Islamabad, in Pakistan, per valutare la loro innovativa tecnica di pulizia dei pannelli solari. Questi test sono stati effettuati nei mesi di gennaio e febbraio, con tre diverse inclinazioni del pannello fotovoltaico: 23, 33 e 43 gradi.
Il team ha monitorato costantemente i parametri elettrici e di temperatura per un periodo di 24 ore, con intervalli di 1 minuto tra ciascuna serie di valori. Questo monitoraggio è stato cruciale per confrontare le prestazioni del sistema di pulizia con quelle di una configurazione di riferimento senza questa tecnologia.
I risultati dell’analisi hanno dimostrato che i pannelli fotovoltaici puliti hanno registrato una corrente fino al 13,74% più elevata rispetto ai pannelli di riferimento. Inoltre, l’acqua utilizzata ha contribuito a ridurre la temperatura delle celle fotovoltaiche di 0,8 gradi rispetto al modulo di riferimento, aumentando significativamente l’efficienza complessiva del sistema.
Efficienza e sostenibilità
L’innovativo sistema di pulizia dei pannelli solari, richiede solo 5 minuti di funzionamento giornaliero con acqua pressurizzata attraverso ugelli a ventola piatta, è in grado di ripristinare fino all’80% della potenza persa a causa dello sporco, secondo quanto hanno affermato i ricercatori.
Adeel Waqas ha fornito ulteriori dettagli, spiegando che il costo del modulo solare fotovoltaico con il sistema di pulizia è di 65,48 dollari, mentre un modulo privo di questa tecnologia ha un costo di circa 35 dollari.
Attraverso un’analisi economica, è emerso che il costo viene recuperato grazie all’energia aggiuntiva generata dopo la pulizia, che ammonta a 0,0332 dollari al giorno. Il periodo di ammortamento stimato a Islamabad è di 2,51 anni.
Il sistema, gestito automaticamente tramite una scheda Arduino, offre un costo operativo trascurabile e dimostra la fattibilità economica di questa tecnologia, con un rapido recupero dell’investimento.
Anche l’azienda indiana TrinanoTechnologies ha sviluppato un sistema di protezione per i pannelli solari, progettato per combattere lo sporco e migliorare l’efficienza energetica. Questa soluzione si basa su un nanorivestimento antiriflesso e autopulente, con una durata garantita di oltre cinque anni.
SandStorm: robot innovativo per la pulizia dei pannelli solari
Enel Green Power (EGP), in collaborazione con la start-up siciliana Reiwa, ha introdotto una soluzione innovativa per la pulizia dei moduli fotovoltaici, ideale anche per impianti di grandi dimensioni. Questo sistema rivoluzionario, denominato SandStorm, presenta caratteristiche ecologiche e un’efficacia sorprendente.
SandStorm è un robot progettato per effettuare la pulizia a secco dei pannelli solari, utilizzando uno speciale sistema di spazzole che elimina la necessità di utilizzare acqua, come spiega Enel Green Power. Inoltre, il robot è in grado di muoversi autonomamente tra le file di pannelli, superando distanze superiori ai 50 centimetri. La sua autonomia è ulteriormente evidenziata dalla capacità di tornare autonomamente alla sua stazione di ricarica al termine del lavoro.
Vantaggi del sistema di pulizia robotica per pannelli solari
L’adozione del sistema di pulizia robotica per i pannelli solari offre una serie di notevoli vantaggi:
- Pulizia fuori orario: La pulizia può essere effettuata di notte o durante le ore non produttive, evitando l’ombreggiamento dei pannelli che potrebbe causare squilibri e danni elettrici
- Assistenza umana non necessaria: Il sistema è completamente automatizzato, eliminando la necessità di assistenza umana
- Pulizia frequente a basso costo: I pannelli possono essere puliti a basso costo anche quotidianamente, minimizzando l’accumulo di sporco e massimizzando l’efficienza energetica
- Zero consumo di acqua e gasolio: Il sistema non richiede acqua né gasolio per il funzionamento, contribuendo così a ridurre le emissioni di CO2
- Formazione e specializzazione: La tecnologia promuove la formazione di personale altamente qualificato, ad esempio per la manutenzione dei dispositivi robotici, creando opportunità di lavoro specializzate
