Ombreggiamenti parziali e hot spot in impianti fotovoltaici : indagine sperimentale ed analisi numerica

L’obiettivo di questo lavoro è quello di analizzare sperimentalmente il fenomeno dell’hot spot in impianti fotovoltaici dovuto a ombreggiamenti parziali sui moduli stessi. In condizioni di irraggiamento non uniforme, le celle affette da ombreggiamento parziale modificano la loro caratteristica voltamperometrica e si possono creare le condizioni per cui esse lavorino da carico elettrico, dissipando in calore - per effetto Joule - la potenza elettrica scambiata dalla cella con conseguente aumento della sua temperatura. Inoltre, la riduzione della corrente fotogenerata provoca una riduzione della potenza generata dal modulo. L’interesse per l’indagine del fenomeno nasce dall’osservazione dello stesso in un impianto fotovoltaico sito in località Riolo, nel comune di Castelfranco Emilia. In questo caso si è verificato il fenomeno dell’hot spot a causa dell’ombreggiamento diffuso creato dai cavi di una linea aerea di media tensione che passa all’interno del campo fotovoltaico stesso. Si è quindi cercato il modo di riprodurre sperimentalmente le condizioni di ombreggiamento del sito di Riolo presso il laboratorio SolaTechLab del Politecnico di Milano. Sono state effettuate due tipologie di prova: prove di caratterizzazione voltamperometrica (misura delle caratteristiche I-V e P-V), dette prove in potenza, e prove comparative di produzione, dette prove in energia. In ogni tipologia di prova si è lasciata fissa la struttura ombreggiante e si sono considerate differenti combinazioni di ombra, dovute al naturale spostamento del disco solare. Infine, è stato sviluppato un modello per la simulazione numerica delle condizioni misurate sperimentalmente. Tale modello permette di estendere l’analisi a differenti configurazioni, in termini di numero di moduli e connessioni elettriche tra essi, di generatori fotovoltaici sottoposti a condizioni specifiche di ombreggiamento parziale.