Le dimensioni contano – Anche per i sistemi di copertura fotovoltaica

Tutto ciò sta avendo un impatto anche sulle crescenti esigenze poste ai sistemi di montaggio. Thomas Bartsch, Head of Product Management di IBC Solar, fa luce sulle tendenze attuali e spiega perché i sistemi di montaggio devono essere adattati alle nuove esigenze.

L'estetica sta guadagnando importanza

Una chiara tendenza, soprattutto nel mercato fotovoltaico residenziale, sono le crescenti esigenze estetiche dei consumatori. Nei primi anni del fotovoltaico, i proprietari di case hanno preso la decisione di installare il proprio sistema sul tetto perché erano convinti della produzione di energia sostenibile. Di conseguenza, inizialmente è stata prestata poca attenzione all'aspetto dell'impianto fotovoltaico. Grazie al calo dei prezzi degli impianti fotovoltaici negli ultimi anni, questo è cambiato. Oggi, i proprietari di case si aspettano che il loro impianto fotovoltaico non solo fornisca energia rinnovabile e sostenibile, ma anche che abbia un bell'aspetto.

Il mercato sta reagendo a questa domanda: ad esempio, le celle dei moduli fotovoltaici attualmente disponibili sul mercato stanno diventando sempre più omogenee nel loro aspetto. Soprattutto i moduli neri sono molto in voga nel mercato residenziale. Tuttavia, un aspetto sottile ed elegante non può essere ottenuto solo dalla forma o dal colore dei moduli. Tutti i componenti del sistema, compresi i sistemi di montaggio, formano un'unità e devono adattarsi perfettamente insieme–non solo per motivi estetici, ma anche per motivi di sicurezza ed efficienza.

Celle più efficienti e moduli più grandi

In termini di tecnologia cellulare, il mercato si è evoluto dalle celle BSF (Back Surface Field) alle celle PERC (Passivated Emitter and Rear Contact). Questi hanno già una quota di mercato di circa il 90 per cento oggi. Tuttavia, con un'efficienza di circa il 22-24 percento, stanno raggiungendo i loro limiti tecnologici e nuovi tipi di celle, come TOPCon (Tunneling Oxide Passivation Contact), stanno apparendo sul mercato.

Inoltre, è evidente la tendenza verso wafer e moduli più grandi con classi di potenza più elevate, nonché moduli bifacciali. Fino al 2010, la dimensione comune del wafer era M0 (156 x 156 mm). Questo è stato seguito da una dimensione standard di M2 (156,75 x 156,75 mm) fino al 2018. Dal 2019, la dimensione standard di M3 (158,75 x 158,75 mm) è stata per lo più vista. Nel 2021, le dimensioni dei wafer M6 (166 x 166 mm) e M10 (182 x 182 mm) hanno guadagnato sempre più quote di mercato, mentre queste ultime sono principalmente di interesse per i parchi solari in Germania a causa delle specifiche nella dimensione massima consentita del modulo di 2 m²per sistemi di copertura.

Wafer più grandi sono in fase di sviluppo con l'obiettivo di produrre moduli solari con una maggiore potenza senza dover utilizzare nuove tecnologie cellulari. Tuttavia, ciò comporta anche nuove sfide per l'assemblaggio del modulo in termini di dimensioni, deflessione (deformazione e rottura) e allentamento di morsetti e staffe. Ciò porta a limitazioni significative, specialmente nell'area del tetto e quando si utilizzano sistemi aerodinamici.

Sistemi di montaggio flessibili per moduli di diverse dimensioni

A seguito dello sviluppo verso moduli sempre più grandi, i sistemi di montaggio flessibili possono offrire una serie di vantaggi. Non solo gli installatori possono utilizzare lo stesso sistema con cui hanno familiarità per moduli di dimensioni diverse. La flessibilità consente inoltre di utilizzare moduli diversi all'interno dello stesso sistema. Questo perché moduli di diverse dimensioni vengono ora combinati per un aspetto omogeneo e il massimo utilizzo dello spazio sul tetto.

"Nello sviluppo dell'ultima generazione di sistemi di montaggio per tetti piani, che possono essere utilizzati per moduli con lunghezze da 1500 a 2100 mm e larghezze da 980 a 1150 mm, abbiamo tenuto conto delle ultime tendenze", spiega Thomas Bartsch, Head of Product Management di IBC SOLAR. "Con il nuovo IBC AeroFix G3, è anche possibile combinare guide di terra larghe e strette nello stesso sistema. Ciò significa che superfici del tetto più stabili o moduli con meno zavorra possono essere coperti con le guide meno costose e strette, note come eco rail, a causa della minore pressione superficiale. Ciò non solo garantisce la massima flessibilità, ma riduce anche significativamente i costi dei materiali e il costo complessivo del sistema. Allo stesso tempo, il tetto è attrezzato in modo sicuro."

Requisiti speciali a seconda della forma del tetto

Quando si sceglie il metodo di installazione, la forma del tetto è il primo fattore decisivo. I tetti piani sono utilizzati principalmente per installazioni commerciali con sistemi più grandi. Il calcolo della capacità di carico è un passo particolarmente importante in questo scenario. Oltre al peso dei componenti, devono essere considerati anche potenziali carichi di vento o neve. Inoltre, se il tetto piano è isolato termicamente, anche la capacità portante dell'isolamento deve essere attentamente controllata in anticipo. Al fine di distribuire meglio il carico dell'impianto solare, è consigliabile utilizzare un sistema con un ampio piano di appoggio e guide larghe per ridurre i carichi puntuali. Per proteggere il rivestimento del tetto da danni e quindi dalla penetrazione dell'acqua, è necessario un tappetino di protezione dell'edificio adatto per i tetti piani. I sistemi ferroviari con tappetino di protezione strutturale integrato sono particolarmente adatti. Qui, le stuoie sono posizionate sulle rotaie in modo tale da garantire un drenaggio dell'acqua senza ostacoli.

Soprattutto nel settore residenziale, i tetti spioventi sono la forma più comune. Qui, l'attenzione è più sull'estetica. Oltre alle tendenze nel colore del sistema, una disposizione del modulo chiuso è un altro fattore per un'estetica accattivante che è preferita da sempre più proprietari di case. Nel caso di potenziali fattori interferenti sul tetto, come l'ombreggiatura, o caratteristiche speciali da considerare per quanto riguarda l'orientamento e la falda del tetto, i microinverter sono una buona soluzione. Questi possono essere controllati individualmente in modo che in caso di ombreggiatura parziale, solo i moduli interessati siano ridotti di potenza e non l'intera stringa. In questo modo, l'efficienza dell'impianto non viene influenzata.

Focus sulla qualità

Oltre alla distribuzione del peso, anche l'eventuale carico meccanico sui moduli è un fattore rilevante per la sicurezza. Perché questo può danneggiare le cellule e quindi ridurre le loro prestazioni. Nei sistemi con giunti inclinabili integrati nella staffa di montaggio, come l'IBC AeroFix G3, i moduli possono essere montati meccanicamente senza stress sul sistema per risolvere questo problema. La capacità di inclinazione e la flessibilità dei sistemi di montaggio di ultima generazione offrono ulteriori vantaggi. Questi includono un numero maggiore di diverse opzioni di montaggio e allineamento. Idealmente, i moduli possono anche essere montati non solo trasversalmente ma anche in posizione verticale. Con l'aiuto di ulteriori opzioni di supporto per i telai dei moduli, si previene il rischio di rottura e la pressione dei moduli sulla superficie del tetto.

Conclusione

La modifica delle dimensioni dei moduli ha un impatto significativo sui requisiti di stabilità, sicurezza ed estetica degli attuali impianti fotovoltaici. Ogni tetto ha le sue esigenze specifiche. Gli strumenti di pianificazione, come IBC SOLAR PV Manager, possono aiutare a garantire una pianificazione professionale e corretta dell'impianto fotovoltaico. "Soprattutto per quanto riguarda i requisiti unici, come una forma insolita del tetto, tegole speciali o lamiere, è ancora più importante del solito che i costruttori di tetti e gli installatori solari lavorino a stretto contatto.

Questo è l'unico modo per garantire che un impianto fotovoltaico non annulli la garanzia del produttore del tetto", ha detto Bartsch."Per stare al passo con i nuovi requisiti, le soluzioni di montaggio devono soddisfare elevati standard di qualità ed efficienza. È quindi consigliabile assicurarsi che il sistema di montaggio utilizzato, sia stato testato in condizioni molto rigorose come nel laboratorio fotovoltaico SUNLAB insieme ai moduli e abbia un'approvazione generale dell'autorità edilizia o ETA (certificazione UE comparabile), che dovrebbe quindi riflettersi anche nella garanzia."(hcn)