Il design del modulo Anti-Dust riduce il deposito persistente e i costi di pulizia sui tetti solari commerciali

L'accumulo di polvere rimane una fonte significativa di perdita di generazione di elettricità per le installazioni fotovoltaiche in tutto il mondo. Secondo il Programma sui Sistemi Fotovoltaici (IEA PVPS) dell'Agenzia Internazionale dell'Energia, il deposito di sporco (soiling) rappresenta una stima del 4-7% delle perdite energetiche globali del PV. Per gli operatori solari, lo sporco sulle superfici dei moduli può ridurre la produzione di elettricità e aumentare i costi di pulizia. Rende inoltre meno prevedibili le rese energetiche a lungo termine.

Il problema è particolarmente rilevante per i tetti commerciali e industriali, dove gli angoli di installazione ridotti e le condizioni ambientali locali possono portare a depositi persistenti. Anche la pioggia regolare non sempre mantiene puliti i moduli solari. La ricerca dimostra che i telai convenzionali dei moduli possono trattenere acqua e sporco lungo i loro bordi inferiori, creando fasce di sporco che ostacolano la luce solare e influiscono sulla produzione di elettricità.

Il deposito di sporco solare causa perdite energetiche sostanziali in tutto il mondo

Durante tutto l'anno, la polvere trasportata dall'aria si deposita sui pannelli solari e forma gradualmente uno strato di sporco sul vetro. Polline e inquinamento possono peggiorare il problema, in particolare nelle aree agricole o industriali. L'entità dell'accumulo varia in base alle condizioni meteorologiche locali e all'angolo di installazione dei moduli. La pulizia regolare può aiutare a tenere sotto controllo i depositi.

Anche l'Europa è colpita dalla polvere trasportata su lunghe distanze. Uno studio pubblicato su Renewable Energy nel gennaio 2026 ha esaminato eventi di polvere sahariana in Portogallo, Spagna, Francia, Italia e Grecia tra il 2019 e il 2023. I ricercatori hanno riscontrato che la produzione fotovoltaica è diminuita in media del 25-40% durante condizioni di elevata polverosità, con riduzioni superiori al 50% durante eventi estremi.
Queste cifre richiedono un'importante distinzione. La polvere sahariana può ridurre la generazione di elettricità prima ancora che le particelle raggiungano un modulo solare. La polvere sospesa nell'atmosfera limita la luce solare in arrivo e può contribuire alla formazione di nubi. I depositi sul vetro creano un problema separato perché continuano a ostacolare la luce solare dopo che l'evento atmosferico è passato. Per gli operatori PV, la polvere che rimane sul vetro dopo un temporale può diventare un problema di manutenzione a lungo termine.

Le installazioni a bassa inclinazione sono vulnerabili all'accumulo di sporco lungo i bordi del modulo

L'angolo di un modulo solare influenza il movimento dell'acqua piovana sulla sua superficie. Sui moduli con forte inclinazione, l'acqua può trasportare particelle sciolte verso il bordo inferiore. Con angoli ridotti, il deflusso è meno efficace e lo sporco è più probabile che rimanga sul vetro. I telai convenzionali in alluminio possono contribuire a questo problema. I loro bordi inferiori sporgono spesso sopra la superficie del vetro e impediscono all'acqua di defluire completamente. Mentre l'acqua intrappolata evapora, lascia dietro di sé le particelle. L'esposizione ripetuta a pioggia e polvere aerodispersa può creare gradualmente una fascia concentrata di sporco lungo la parte inferiore del modulo.

Uno studio pubblicato su Frontiers in Energy Research nel 2021 ha indagato queste fasce di sporco su installazioni di tetti commerciali e industriali in Cina. I ricercatori hanno riscontrato depositi di sporco persistenti anche a Guangzhou, che riceve circa 1.800 millimetri di pioggia all'anno, più del doppio della quantità registrata ad Amburgo. Nonostante le frequenti piogge, lo sporco ha continuato ad accumularsi lungo i bordi inferiori dei moduli. Fasce di sporco sono apparse anche durante tutto l'anno a Xi'an, inclusi i mesi estivi piovosi.

Lo stesso studio ha esaminato un'installazione solare a Kaifeng tra giugno e ottobre 2019. I ricercatori hanno scoperto che l'accumulo di sporco lungo i bordi inferiori dei moduli era associato a una differenza media del 4,7% nella corrente elettrica massima rispetto al sistema di riferimento pulito. Ciò dimostra che i depositi di sporco persistenti influiscono sulle prestazioni dei pannelli solari.
I risultati sono rilevanti anche per i tetti commerciali in Europa, dove i pannelli solari sono spesso installati con angoli ridotti. La polvere può essere un problema particolare sugli edifici vicini a campi agricoli o aree industriali trafficate.

La pulizia dei pannelli solari aumenta i costi operativi e il consumo di acqua

La pulizia diventa conveniente quando il valore dell'elettricità recuperata supera il costo del lavoro. La frequenza appropriata varia notevolmente a seconda della posizione. Un tetto vicino a campi agricoli può riscontrare condizioni diverse rispetto a un'installazione in un ambiente costiero o urbano.

La pulizia di grandi installazioni solari su tetto può essere costosa, soprattutto quando l'accesso è difficile. Gli operatori devono ponderare questi costi rispetto al valore dell'elettricità che potrebbero recuperare. La pulizia richiede anche notevoli quantità d'acqua. Nel 2022, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno stimato che circa 38 miliardi di litri d'acqua venivano utilizzati ogni anno in tutto il mondo per pulire i pannelli solari. Secondo il MIT, è sufficiente per soddisfare il fabbisogno di acqua potabile fino a due milioni di persone.

L'industria solare sta esplorando alternative, inclusi sistemi di pulizia robotizzati e tecnologie che rimuovono la polvere senza acqua. Un altro approccio parte dal modulo solare stesso. Modifiche al design del telaio possono aiutare a prevenire l'accumulo di sporco e acqua lungo i bordi, consentendo alla pioggia di lavare via più sporco naturalmente.

Un design del telaio Anti-Dust riduce la ritenzione di acqua e sporco

Un modo per ridurre i depositi persistenti di sporco è cambiare la forma del telaio del modulo solare. I telai convenzionali hanno spesso un bordo rialzato che intrappola l'acqua piovana e lo sporco sul fondo del vetro. Un telaio Anti-Dust rimuove questa barriera attraverso un bordo inferiore più corto che è a filo con la superficie del vetro. L'acqua piovana può defluire più facilmente e trasportare via lo sporco sciolto.

Questo tipo di telaio è utilizzato nei moduli Guardian Anti-Dust di LONGi. Il design è particolarmente utile per installazioni a bassa inclinazione, dove l'acqua defluisce più lentamente e lo sporco è più probabile che si accumuli. I moduli possono comunque essere installati con morsetti di montaggio standard.

Lo stesso design del telaio ha anche un effetto Anti-Neve. Sui moduli convenzionali, il bordo inferiore rialzato può trattenere la neve mentre inizia a sciogliersi e scivolare lungo il vetro. Il bordo inferiore a filo dei moduli Anti-Dust di LONGi rimuove questo ostacolo e supporta lo scarico naturale della neve. Ciò può aiutare a esporre la superficie del modulo prima dopo le nevicate, sebbene l'effetto dipenda dall'angolo del tetto e dalle condizioni meteorologiche.

Due dimostrazioni video comparative illustrano questo effetto su diversi design di moduli solari, inclusa la tecnologia TOPCon. Presenta il precedente modulo Hi-MO X6 Anti-Dust di LONGi, il cui design del telaio è ora disponibile anche nella serie Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust.

LONGi combina il design del telaio Anti-Dust con la tecnologia back contact ad alte prestazioni e Shading Optimizer

Il Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust combina il design del telaio Anti-Dust di LONGi con la tecnologia back contact HPBC 2.0 per aiutare a mantenere la produzione di energia anche quando sporco o ombreggiature parziali influiscono sul modulo. Il telaio riduce l'accumulo di polvere lungo il bordo inferiore, e la tecnologia delle celle aiuta a limitare le perdite di potenza quando parti del modulo ricevono meno luce solare. La serie eroga fino a 670 W di potenza e un'efficienza del modulo fino al 24,8%.

Al centro del modulo si trova la tecnologia back contact di seconda generazione di LONGi. HPBC 2.0 posiziona tutti i contatti elettrici sul retro delle celle solari, lasciando la parte anteriore libera dalle linee di contatto metalliche presenti sui moduli convenzionali. Ciò consente a più luce solare di raggiungere la superficie attiva della cella. I wafer di silicio TaiRay di LONGi forniscono ulteriore resistenza meccanica, mentre la tecnologia zero-busbar (0BB) riduce il percorso di trasmissione elettrica e le perdite di potenza.

HPBC 2.0 aiuta inoltre il modulo a mantenere la sua produzione quando singole celle ricevono meno luce solare. Anche una piccola area di sporco persistente può ombreggiare parte di una cella e influire sulle prestazioni di una sezione più ampia del modulo. Lo Shading Optimizer integrato di LONGi limita queste perdite attraverso un design a livello di cella che consente alla corrente di fluire attorno alle aree interessate senza attivare immediatamente i diodi di bypass del modulo. Ciò aiuta a mantenere la generazione di elettricità e riduce il rischio di surriscaldamento nelle celle ombreggiate.

Nei test comparativi condotti dal China's National Center of Supervision and Inspection on Solar Photovoltaic Product Quality (CPVT), un modulo Hi-MO X10 ha perso in media il 10,15% della sua potenza quando metà di una cella era ombreggiata. I moduli TOPCon testati hanno perso il 36,48% nelle stesse condizioni. Il Hi-MO X10 ha quindi registrato circa il 72% in meno di perdita di potenza in questo test.
La combinazione di tutte le caratteristiche aiuta a preservare la resa energetica che l'installazione è progettata per fornire.

Il costo finanziario della polvere sui tetti solari commerciali

Per le installazioni solari commerciali, anche perdite relativamente piccole nella produzione di elettricità possono avere un impatto finanziario nel tempo. Un sistema su tetto da 1 MWp con una resa annua ipotetica di 1.000 MWh, ad esempio, perderebbe 30 MWh se il deposito di sporco ne riducesse la produzione del 3%. A un valore dell'elettricità di 0,15 € per kWh, ciò ammonterebbe a 4.500 € di valore dell'elettricità persa ogni anno.

Gli operatori possono recuperare parte di quell'elettricità tramite la pulizia, ma il lavoro ha un costo. L'accesso a grandi tetti commerciali può renderlo particolarmente costoso. Il deposito di sporco influisce quindi sull'economia del progetto in due modi: tramite la produzione persa e le spese per mantenere puliti i moduli. Entrambi influenzano il costo livellato dell'energia (LCOE) nel corso della vita di un'installazione.
Ciò dimostra anche la crescente importanza di moduli solari specializzati che rispondono a specifiche condizioni ambientali e operative. Il LONGi Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust è un esempio, poiché il suo telaio aiuta l'acqua piovana a lavare via lo sporco e la sua tecnologia back contact limita le perdite di potenza causate da ombreggiature parziali.

Maggiori informazioni sulla tecnologia e sulle sue specifiche tecniche sono disponibili sulla pagina LONGi Anti-Dust.