Quanto è importante la cornice in un modulo fotovoltaico?
Poiché I produttori di pannelli fotovoltaici cercano in ogni modo di ridurre I costi, anche il design del prodotto risulta di conseguenza influenzato da questo obiettivo. In questo articolo, vogliamo concentrarci su una parte del modulo, la cornice, e condividere con voi un test che abbiamo condotto e che illustra come il comportamento di un pannello sottoposto a stress meccanico possa cambiare.

La cornice – un ruolo squisitamente meccanico
La cornice dei moduli fotovoltaici non ha nulla a che fare con la resistenza nel tempo alle infiltrazioni d’acqua o ad agenti esterni. Il suo ruolo fondamentale risiede nelle caratteristiche meccaniche che la contraddistinguono e nei benefici che ne derivano
– Maneggevolezza
– Immagazzinamento
– Messa a terra
– Fissaggio
– Resistenza a carichi meccanici come neve, vento, ecc.

 

E come sempre, la regola del va bene ad uno, va bene a tutti non si adatta ad ogni caso. Due moduli con una cornice dello stesso spessore non si comportano in maniera uguale, perché la loro resa dipende dai materiali che li compongono.

Cornici sempre più sottili
La maggior parte dei costi per produrre un modulo fotovoltaico è rappresentata dalla cella ed è quindi legata al silicio. Escludendo i costi riconducibili a questo materiale e considerando invece quelli del resto dei componenti, la cornice rappresenta una voce importante. Non c’è quindi da sorprendersi, se nel corso del tempo le cornici si sono assottigliate. Poiché sono in alluminio, il loro prezzo è direttamente legato al suo peso. Riducendo lo spessore della cornice si agisce direttamente sul costo del modulo, perché è necessario meno alluminio per produrlo. Un ulteriore effetto positivo per l’installatore è l’avere un prodotto più leggero e facile da maneggiare

Detto questo, durante questi anni, non abbiamo assistito ad una svolta nella concezione delle cornici, con un’evoluzione del prodotto lenta e stabile. A dirla tutta, tagliare i costi significa raggiungere un compromesso sottile tra il design del modulo ed il peso dell’alluminio che sia in grado di assicurarne proprietà meccaniche affidabili.

E come sempre, la regola del va bene ad uno, va bene a tutti non si adatta ad ogni caso. Due moduli con una cornice dello stesso spessore non si comportano in maniera uguale, perché la loro resa dipende dai materiali che li compongono.

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Confronto tra resistenze meccaniche
Vorremmo condividere con voi un test che abbiamo condotto su una selezione di diversi marchi di moduli fotovoltaici, con cornici di diversi spessori da 31 a 50mm. Abbiamo sottoposto i prodotti ad uno stress test di resistenza meccanica composto da 5 passaggi. Per ovvie ragioni i marchi testati non verranno citati.
La tabella qui sotto riporta i risultati ottenuti ad ogni passaggio evidenziando la differenza tra la reale potenza misurata contro la potenza nominale

Un carico di 2.400Pa equivale ad un peso di 400kg per pannello (1,6m²) o ad un vento che spira a 220km/ora oppure ancora ad 1,5m di neve fresca adagiata sul modulo.

 

Dalla tabella si evince che le rese elettriche sono a rischio. Quando i moduli vengono sottoposti a stress meccanico, le proprietà della cornice influenzano la resa del pannello. In particolare, in caso di un forte stress meccanico dovuto ad un evento atmosferico di portata eccezionale (il che pare essere all’ordine del giorno considerati i cambiamenti climatici in atto) le proprietà elettriche del modulo possono venir seriamente compromesse. Se ciò dovesse accadere appena installato il pannello, la produzione sarebbe pregiudicata per decenni.
Non tutti I moduli si comportano in maniera uguale se sottoposti a stress meccanico e parte della spiegazione è da attribuire alla cornice. L’evoluzione del suo design non è cosa da poco conto e dovrebbe essere fatta in maniera attenta, in modo da assicurare al prodotto un comportamento affidabile. Se nell’architettura complessiva del modulo, la cornice viene spesso considerata un elemento trascurabile, per un installatore può fare davvero la differenza:
congelamento della condensa all’interno della cornice durante i mesi invernali porta alla rottura del modulo, rottura della cornice dovuta ad un cattivo assemblaggio, perdita di produzione (e della stima del nostro cliente) in caso di perdite di potenza elettrica.
Meno versatilità nella scelta del sistema di montaggio e orientamento del modulo dovuta a limitazioni nell’utilizzo dei morsetti.

 

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