Un numero che non basta a spiegare quanto produce il tuo pannello
Il watt di picco indica la potenza di un pannello in condizioni standardizzate di laboratorio. L’efficienza è qualcosa di diverso: indica quanta parte della luce solare che colpisce la superficie del modulo viene effettivamente convertita in elettricità. Un pannello con efficienza del 22% trasforma 220 watt di ogni kilowatt di irraggiamento che riceve per metro quadrato. Gli altri 780 watt vengono dispersi, principalmente sotto forma di calore.
Questo valore è utile per confrontare due pannelli di superficie diversa. Ma da solo non dice quanto produce un pannello sul tuo balcone.
Perché l’efficienza non è uguale al rendimento reale
L’efficienza viene misurata nelle cosiddette condizioni standard di test, denominate STC (Standard Test Conditions): irraggiamento di 1000 W/m², temperatura della cella a 25 °C, spettro luminoso definito. Queste condizioni non esistono quasi mai in una situazione reale.
Un pannello esposto al sole di luglio su un balcone a sud raggiunge facilmente 60–70 °C sulla superficie della cella. Ogni grado sopra i 25 °C riduce la potenza erogata. Quanto? Dipende dal coefficiente di temperatura, un dato che si trova nel datasheet e che vale la pena leggere prima di confrontare due moduli.
Un coefficiente tipico per i moduli monocristallini PERC si aggira intorno a -0,30 % / °C. Con una temperatura di cella di 65 °C – quindi 40 °C sopra il riferimento STC – la potenza si riduce di circa il 12%. Un pannello da 400 Wp eroga in quel momento circa 352 W, non 400 W.
Efficienza alta significa pannello più piccolo per la stessa potenza
Questo è il vantaggio concreto di un’efficienza elevata: a parità di potenza nominale, il modulo occupa meno spazio. Un pannello da 400 Wp con efficienza del 21% ha una superficie inferiore rispetto a uno da 400 Wp con efficienza del 17%. Sul balcone, dove lo spazio è spesso il vero limite, questo può fare la differenza.
Chi dispone di 1,5 m² di superficie utile può installare un modulo ad alta efficienza con più watt di picco rispetto a uno di efficienza media. Il guadagno in termini di produzione annuale dipende però anche dall’irraggiamento del sito, dall’orientamento e dalla presenza di ombreggiamenti.
Cosa succede quando il pannello è in ombra parziale
L’efficienza nominale non cambia in presenza di ombra parziale. Cambia invece la potenza erogata, in modo spesso sproporzionato rispetto alla superficie ombreggiata.
I pannelli solari tradizionali sono composti da celle collegate in serie. Se una sola cella riceve meno luce, diventa un collo di bottiglia per l’intera stringa. Il risultato è che anche un’ombra che copre il 5% della superficie può ridurre la potenza del 30–50%, a seconda della configurazione interna del modulo e della posizione dell’ombra.
Le bypass diode presenti nella junction box del modulo mitigano questo problema: intervengono per escludere le celle ombrate, permettendo al resto del modulo di continuare a produrre. Un modulo standard ha tre bypass diode, che dividono il modulo in tre sezioni. Se l’ombra cade interamente su una di queste sezioni, viene esclusa solo quella parte. Se l’ombra attraversa più sezioni, più sezioni vengono escluse.
L’efficienza dichiarata dal produttore non considera questo scenario. Per valutare il comportamento del pannello sul proprio balcone, è necessario osservare come si sposta l’ombra durante il giorno: da dove viene, a che ora, e su quale parte del modulo si posiziona.
Tecnologia della cella e differenze reali nel comportamento
I moduli monocristallini con celle PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) raggiungono oggi efficienze tra il 20 e il 23% nelle misure STC. I moduli policristallini tradizionali si collocano generalmente tra il 16 e il 18%. La differenza tecnica ha un effetto pratico sulla dimensione del pannello necessaria per raggiungere una determinata potenza di picco.
I moduli con celle TOPCon o HJT (Heterojunction) raggiungono efficienze superiori, spesso tra il 22 e il 24% secondo i dati dei produttori. Presentano anche coefficienti di temperatura più favorevoli: un modulo HJT tipico ha un coefficiente intorno a -0,25 % / °C, contro i -0,30 % / °C di un PERC. Questa differenza riduce le perdite nelle ore più calde della giornata.
Attenzione: questi valori sono dichiarazioni dei produttori, misurate in laboratorio. Le differenze nel comportamento reale dipendono anche dalla qualità della produzione, dalla gestione termica e dall’installazione.
Moduli bifacciali: quando l’efficienza nominale non racconta la storia completa
I moduli bifacciali raccolgono luce sia dalla faccia anteriore che da quella posteriore. L’efficienza dichiarata si riferisce alla faccia anteriore. Il contributo del lato posteriore dipende da quanto luce diffusa o riflessa raggiunge quella superficie.
Su un balcone con pavimento chiaro o una superficie riflettente posteriore, il pannello bifacciale può produrre qualche punto percentuale in più rispetto a quanto indicato dai dati STC. Su un balcone con ringhiera opaca o parete scura alle spalle, il lato posteriore non riceve luce sufficiente e il vantaggio tecnico non si traduce in un aumento della produzione misurabile.
Per installazioni su balcone, i moduli bifacciali sono quindi vantaggiosi solo in situazioni specifiche. Il datasheet da solo non permette di valutare questo aspetto.
Vetro-vetro e vetro-foglio: l’efficienza non cambia, ma cambia altro
La struttura del modulo – con un lato posteriore in vetro o in foglio polimerico – non influisce direttamente sull’efficienza delle celle. Influisce però su altri parametri rilevanti per un balcone.
Un modulo vetro-vetro è più pesante – spesso tra 1,5 e 2 kg per m² in più rispetto a un modulo vetro-foglio della stessa superficie. Questo aumenta il carico sulla struttura di ancoraggio. In compenso, i moduli vetro-vetro tendono a degradare più lentamente nel tempo, perché il lato posteriore in vetro protegge meglio le celle dall’umidità e dall’ossigeno.
La degradazione è rilevante per chi vuole stimare la produzione nel lungo periodo: un modulo che perde lo 0,4% di potenza per anno si comporta diversamente dopo dieci anni rispetto a uno che perde lo 0,7% per anno. Questi valori sono indicati nella garanzia lineare di prestazione del produttore e variano da modello a modello.
Cosa serve sapere prima di scegliere in base all’efficienza
L’efficienza è un parametro utile soprattutto quando la superficie disponibile è limitata. Se hai spazio sufficiente per montare un modulo da 420 Wp a bassa efficienza, installerai la stessa potenza di un modulo da 420 Wp ad alta efficienza, ma con un pannello di dimensioni maggiori. La produzione sarà simile, a parità di orientamento, inclinazione e ombreggiamento.
Se invece lo spazio è il limite, un modulo ad alta efficienza consente di installare più watt di picco nella stessa area. Quanto si traduce in effettiva produzione in più dipende dall’irraggiamento disponibile, dall’orientamento del balcone, dalle ore di sole non oscurate da ombreggiamenti e dalla compatibilità con l’inverter.
L’inverter deve essere compatibile con le caratteristiche elettriche del modulo
Un’efficienza elevata non è di per sé un problema per l’inverter. Lo sono invece la tensione e la corrente di lavoro del modulo, che variano con la tecnologia e la dimensione del pannello.
Prima di acquistare un modulo ad alta efficienza o con nuova tecnologia, verifica la tensione di circuito aperto (Voc) e la corrente di corto circuito (Isc) nel datasheet. L’inverter del tuo impianto deve accettare quei valori nel suo range operativo. Se la tensione Voc del modulo supera il limite massimo di ingresso dell’inverter, l’inverter non funzionerà correttamente o si danneggerà.
Questo vale in particolare quando si sostituisce un modulo esistente con uno più nuovo o di potenza maggiore: la potenza più alta non implica automaticamente che le caratteristiche elettriche siano compatibili con l’inverter già installato.
Quello che l’efficienza non dice
L’efficienza non dice nulla su:
- quante ore di sole efficaci riceve il tuo balcone nel corso dell’anno
- come si comporta il modulo con irraggiamento diffuso nelle giornate nuvolose
- quanto del solare prodotto viene effettivamente consumato in casa e non ceduto alla rete
- la qualità meccanica del telaio e dei materiali di sigillatura
- la solidità della garanzia del produttore
Un modulo con efficienza del 23% montato su un balcone a nord con ombreggiamento persistente produrrà meno di un modulo con efficienza del 19% montato su un balcone a sud libero da ostacoli. L’efficienza descrive la qualità della conversione energetica delle celle. La produzione reale dipende da come e dove quel modulo è installato.