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Come invecchia il fotovoltaico? "I pannelli solari hanno 35 anni, ma sono come nuovi"

uomo tiene un modulo solare

Mauro Caccivio, 48 anni, con un modulo del primo impianto solare collegato alla rete elettrica in Europa.

(swissinfo.ch)

Il primo impianto fotovoltaico collegato alla rete elettrica in Europa si trova vicino a Lugano, in Svizzera. Oggi è ancora in grado di produrre elettricità con un'efficienza sorprendente, rileva Mauro Caccivio, esperto di qualità dei sistemi fotovoltaici. Intervista.

Era il 1982 quando un gruppo di ricercatori decise di costruire un impianto fotovoltaico sperimentale a Canobbio, a pochi chilometri da Lugano. TISO, acronimo di 'Ticino Solare', aveva una potenza di 10 kilowatt ed era composto di 288 moduli con celle in silicio monocristallino.

"Non si è trattato di una prima mondiale siccome c'erano già alcuni progetti negli Stati Uniti. È però stata una novità in Europa", sottolinea Mauro CaccivioLink esterno, a capo del team di ricerca per la qualità dei sistemi fotovoltaici presso la Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana (SUPSILink esterno).

Nel 2017, l'impianto è stato smontato dal tetto dell'Aula Magna della scuola ed è finito nel laboratorio dei ricercatori, i quali ne hanno esaminato le condizioniLink esterno.

"È stato un progetto pionieristico non soltanto in campo energetico, ma anche dal punto di vista scientifico"

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swissinfo: Partiamo dagli anni Ottanta. Come era visto all'epoca il fotovoltaico?

Mauro Caccivio: Era ancora associato alle baite di montagna, con piccoli pannelli che servivano a fornire luce. All'epoca non si vedeva lo scopo di collegare un pannello alla rete elettrica: il prezzo era troppo elevato. Un pannello costava attorno ai 21 franchi al Watt, contro i 25 centesimi di oggi. Il solare non era una fonte energetica competitiva. Ha però subito suscitato l'interesse della comunità scientifica.

Qual è la particolarità del primo impianto solare collegato alla rete elettrica in Europa?

È stato un progetto pionieristico non soltanto in campo energetico, ma anche dal punto di vista scientifico. L'aspetto interessante è che i promotori hanno avuto l'idea di verificare la prestazione dei moduli, ovvero i Watt prodotti, annualmente. Lo hanno fatto presso il Centro comune di ricerca della Commissione europeaLink esterno, ovvero l'istituto di riferimento per il fotovoltaico in Europa.

Il fatto di avere un monitoraggio e una tracciabilità eseguiti da un laboratorio di riferimento è qualcosa di unico a livello mondiale. Ciò ci ha permesso di studiare con precisione il comportamento dei pannelli nel tempo.

pannelli solari su un tetto

L'impianto TISO in'un immagine del 1982.

(SUPSI)

Qual è lo stato di un pannello solare dopo 35 anni di attività?

Quasi i tre quinti dei 288 moduli fotovoltaici presentano un rendimento pari o superiore all'80% della potenza iniziale. Di questi, una trentina sono praticamente nuovi, con un rendimento del 93%.

Questo risultato la sorprende?

Sì, ma solo in parte. La tecnologia e i materiali utilizzati per TISO erano all'avanguardia, poiché discendenti diretti delle applicazioni spaziali. È infatti nello spazio, e più precisamente sui satelliti, che è iniziata la storia del fotovoltaico.

Per proteggere le celle di TISO sono stati utilizzati tre tipi di incapsulanti in PVB [polivinilbutirrale]. Due presentano un ingiallimento più o meno marcato, ciò che scherma i raggi del sole. Uno si è invece dimostrato eccellente nella durata.

moduli solari

I moduli di TISO dopo 35 anni di servizio. Lo stato di conservazione dipende dal tipo di incapsulante: il modulo in alto è in buone condizioni, quello al centro è leggermente ingiallito e quello in basso si è chiaramente degradato.

(Rapporto finale TISO 35+)

Qual è la causa principale di degrado di un pannello solare?

La penetrazione dell'umidità. Nei vecchi moduli, la distanza tra il bordo del pannello e le celle non era sufficiente, un problema in seguito risolto.

Nel caso di TISO, tutti i 288 moduli sono ancora quelli originali. Sono stati rinnovati soltanto i cavi e l'inverter, il dispositivo che converte la corrente continua generata dal sole in corrente alternata.

Ovviamente è necessaria una manutenzione regolare. Molto importante è la pulizia dei pannelli, soprattutto se sono su un tetto piano con una bassa inclinazione che non ne consente l'autopulizia.

Si potrebbe pensare che la canicola di quest'estate sia ottimale per il solare. Quali sono le condizioni ideali per un pannello?

Non è perché fa caldo che il pannello lavora alla massima efficienza, anzi. L'ideale è avere basse temperature e tanto sole, le condizioni che si ritrovano in montagna.

In che direzione stanno evolvendo i pannelli solari?

In generale si punta ad aumentare l'efficienza e la densità di potenza per unità di superficie, in modo da poter installare più potenza sullo stesso tetto.

L'evoluzione è stata spettacolare soprattutto negli ultimi dieci anni. La potenza di un pannello standard è passata da poco più di 200 a 300 Watt. E l'efficienza delle celle dal 14% a quasi il 20%.

Per quanto concerne il mercato si osservano due tendenze. Da un lato c'è lo sviluppo del fotovoltaico integrato, per cui i pannelli diventano degli elementi di copertura del tetto e delle facciate degli edifici. Dall'altro ci sono i grandi impianti per la produzione centralizzata di elettricità.

Come si sta diffondendo il solare in Svizzera e nel mondo?

L'evoluzione è incredibile. A fine 2018, nel mondo erano installati 500 Gigawatt di potenza. Nel 2009 eravamo a 15.

In Svizzera, l'incremento è stato meno spettacolare, anche perché il Paese è abbastanza autonomo in termini energetici grazie all'idroelettrico e al nucleare. Nel quadro della transizione energetica bisognerà però promuovere maggiormente le fonti rinnovabili. Secondo Roger Nordmann [presidente di Swissolar], la potenza del fotovoltaico installata in Svizzera potrebbe passare dagli attuali 2 a 50 Gigawatt entro il 2050.

Realistico? Non so, molto dipenderà dalla capacità di ridurre i costi amministrativi e di installazione che, con i prezzi del materiale che sono scesi vertiginosamente, sono diventati il vero collo di bottiglia.

3,4% dell'elettricità dal sole

La produzione annua di corrente fotovoltaica in Svizzera è di 1'945 Gigawattora (stato a fine 2018). Ciò corrisponde al fabbisogno di circa 500'000 economie domestiche. Secondo l'Ufficio federale dell'energiaLink esterno, il potenziale di energia solare degli edifici svizzeri (tetti e facciate) è di 67'000 GWh.

La parte di corrente solare nel consumo elettrico svizzero è passata dall'1,9% nel 2015 al 3,4% nel 2018 (media mondiale: 2,2%). L'Associazione svizzera dei professionisti dell'energia solare (SwissolarLink esterno) sostiene che bisogna quintuplicare il ritmo di crescita del fotovoltaico, se il Paese intende soddisfare l'impegno assunto nel quadro dell'Accordo di Parigi sul clima e sostituire la corrente fornita dalle centrali nucleari.

Il costo medio della corrente solare in Svizzera è di 12 centesimi per kWh.

Fonte: Swissolar

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Quali sono i limiti del solare?

Come il vento, il sole non è prevedibile. Quindi c'è bisogno di una maggiore pianificazione e di una rete che permetta di sopperire ai momenti di bassa produzione. Idealmente ci vorrebbero delle comunità interconnesse, in cui è possibile vendere le eccedenze ai vicini o immagazzinarle in batterie e auto elettriche.

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Quali aiuti offre lo Stato a chi vuole installare dei pannelli fotovoltaici in Svizzera?

Ci sono incentivi federali e cantonali. La Confederazione mette a disposizione il 30% del valore stimato dell'impianto. Gli aiuti cantonali variano da un cantone all'altro. Il Ticino, ad esempio, offre un ulteriore 10%. Non va dimenticato che i costi di costruzione di un impianto sono detraibili dalle tasse.

Ai prezzi attuali, un impianto fotovoltaico è ammortizzato in circa dieci anni. Inoltre, i moduli sono completamente riciclabili. Il solare rappresenta sicuramente il futuro perché è una fonte completamente rinnovabile.

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