Conviene davvero pulire i pannelli fotovoltaici?
La pulizia dei moduli fotovoltaici è uno degli aspetti più sottovalutati nella gestione di un impianto FV. Molti proprietari si chiedono se lavare i pannelli serva davvero o se sia solo un costo inutile. La risposta corretta è: dipende. Dipende dall’ambiente di installazione, dall’inclinazione dei moduli, dal tipo di sporcizia e dalle condizioni climatiche locali. In questo articolo analizziamo quando la pulizia conviene davvero, quanto può incidere sulla produzione e come effettuarla correttamente, basandoci su dati sperimentali e letteratura scientifica.
Perché i moduli fotovoltaici si sporcano
I moduli FV si sporcano principalmente per due macro-cause:
- Deposizione naturale: pulviscolo atmosferico, sabbia, polveri fini trasportate dal vento e dalla pioggia
- Deposizione antropica: particolato da traffico veicolare, attività industriali, combustioni fossili, deiezioni di volatili
La presenza e la combinazione di questi fattori determinano:
- l’entità delle perdite di produzione
- la frequenza con cui è opportuno pulire i moduli
Il ruolo del particolato: non tutta la polvere è uguale
Dal punto di vista tecnico, la sporcizia sui moduli è costituita da particolato, classificabile in base a:
- dimensione media delle particelle
- massa media per particella
A parità di quantità depositata, particelle più grandi producono perdite maggiori, perché interagiscono più efficacemente con la radiazione solare incidente. La relazione tra dimensione del particolato e perdita di produzione è non lineare: piccoli aumenti della dimensione media possono portare a riduzioni di rendimento significative. In Figura 1 indichiamo in alto la classificazione del particolato e in basso la rappresentazione dell’andamento delle perdite medie al variare della dimensione delle particelle di sporcizia.
Sporcizia sui moduli fotovoltaici: dipendenza dall’inclinazione
È evidente che l’inclinazione dei moduli fotovoltaici abbia una primaria incidenza sul deposito della sporcizia stessa, e quindi sulle prestazioni di impianto. In particolare, più i moduli sono inclinati e meno la sporcizia tende a depositarsi su essi per effetto del lavaggio naturale della pioggia. Il caso emblematico è rappresentato da moduli posti in orizzontale che tendono ad accumulare acqua e sporcizia per gravità e sono infatti disposizioni geometriche fortemente sconsigliate per questo motivo.
Un caso a parte sul tema lo rivestono i moduli installati in aree desertiche, in quest’ultimo caso, molto studiato peraltro, l’inclinazione è causa di maggiore deposito di sabbia per effetto del vento. In generale l’argomento può essere analizzato secondo la seguente tabella di casistiche:
| Inclinazione dei moduli | Ambiente di installazione consigliato | Lavaggi annui consigliati per massimizzare produzione |
| Minori 10° rispetto al piano di campagna orizzontale fra 10 e 25° rispetto al piano orizzontale di campagna | Nessuno, la sporcizia tende ad accumularsi come decantazione della pioggia evaporata. I sedimenti possono portare a perdite di isolamento e interruzione della produzione con necessità di sostituire i moduli | 1 ogni 3 mesi
1° marzo 1° giugno 1° agosto 1° dicembre |
| Fra 10 e 25° rispetto al piano orizzontale di campagna | Ammissibili solo in luoghi con bassa presenza di particolato, abitazioni in campagna, lontane da strade ad alto scorrimento e da ambienti industriali | 1 all’anno
15 febbraio |
| Maggiori di 25° rispetto al piano orizzontale di campagna |
Consigliati per luoghi con alta presenza di particolato: vicini a insediamenti industriali emettenti polveri, a strade bianche, a luoghi vicini a strade ad alto scorrimento | 2 all’anno
15 febbraio 15 giugno |
È evidente che, se i moduli sono installati in aderenza alle coperture delle abitazioni (con inclinazioni generalmente quindi fra 10 e 25°), bisogna adattare i lavaggi a seconda dell’ambiente, in particolare:
- Se l’abitazione è in un ambiente altamente inquinato o con elevata presenza di particolato occorre lavare i moduli 2 volte l’anno, indicativamente il 15 febbraio e il 15 giugno
- Se l’abitazione è in un ambiente poco inquinato basta un lavaggio da effettuarsi indicativamente intorno al 15 febbraio
Se l’installazione è a terra fissa, occorrerebbe invece prevedere inclinazioni ottimizzate per la produzione che seguono quindi una curva come quella di Figura 2 che comunque sono tutte inclinazioni ricadenti nel terzo caso quindi solitamente per un lavaggio all’anno.
Figura 2 – Inclinazione ideale rispetto al piano di campagna per moduli fotovoltaici a tilt fisso per massimizzare la radiazione solare su di essi, alle varie latitudini italiane. [elaborazioni interne al team di Energyhunters]
Tipo di sporcizia e impatto sulla produzione
Non tutte le sporcizie hanno lo stesso impatto energetico.
- Polveri naturali (sabbia, terriccio)
- Perdite tipiche: 1–2%
- Beneficio del lavaggio: limitato
- Polveri industriali e da traffico
- Contengono idrocarburi e particelle igroscopiche
- Si legano all’umidità formando una patina aderente
- Perdite misurate fino al 10% di produzione annua
In questi casi, la pulizia dei moduli è altamente conveniente. In Figura 3 i risultati sulla conversione testati e misurati direttamente in campo nei due casi esposti:
Figura 3 – Andamento del rendimento di un impianto fotovoltaico prima e dopo il lavaggio dei moduli fotovoltaici per un impianto sporcato tramite polveri di origine naturale (in alto) e di origine industriale (sotto). I grafici sono risultati di misure dirette in campo effettuate prima e dopo la pulizia di celle di riferimento certificate.
Sintesi – quando pulire i moduli fotovoltaici in dipendenza del tipo di installazione
In sintesi, ecco una mappa concettuale di quando e come pulire i moduli fotovoltaici per ottimizzare le prestazioni di impianto (di seguito indicata in Figura 4):
Figura 4 – flowchart decisionale su quando e quanto pulire i moduli fotovoltaici a seconda dell’ambiente e della tipologia di installazione
IMPORTANTE – Indicazione su COME pulire i moduli
Per pulire i moduli fotovoltaici seguire la seguente procedura:
-
- Verificare le previsioni meteo ed evitare lavaggi prima di piogge imminenti
- Utilizzare acqua e un detergente delicato per superfici vetrate
- Lasciare agire il prodotto alcuni minuti
- Pulire con spazzola morbida o spazzole telescopiche dedicate
- Risciacquare abbondantemente, dall’alto verso il basso
- Prestare particolare attenzione alle zone inferiori vicino alla cornice
Attenzione: verificare sempre le indicazioni dei produttori di moduli. L’uso di detergenti non idonei può compromettere la garanzia se non ammessi.
In Figura 5 alcune immagini di sporcizia e loro rimozione sui moduli fotovoltaici.
Figura 5 – In alto particolare di moduli fotovoltaici in ambiente costiero particolarmente sporcati da sabbia proveniente dalle prossimità del mare. Sotto pulizia di moduli su tetto poco inclinato (13°) in ambiente poco inquinato. Si notato le deiezioni di volatili e l’evidente differenza fra prima e dopo la pulizia.
Conclusioni
La pulizia dei moduli fotovoltaici non è sempre necessaria, ma in molti casi è una delle azioni con il miglior rapporto costo/beneficio nella gestione di un impianto.
Una valutazione corretta di ambiente, inclinazione e tipo di sporcizia consente di:
- aumentare la produzione
- ridurre il degrado prestazionale
- massimizzare il ritorno economico dell’impianto
Energyhunters consiglia sempre un approccio tecnico e basato sui dati, evitando manutenzioni inutili ma intervenendo quando il beneficio è reale e misurabile.
References:
[1]: Impact of dust and tilt angle on the photovoltaic performance in a desert environment – Mansour Alzahrani, Tasmiat Rahman, Muhyaddin Rawa, Alex Weddell – https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038092X25000027 [2]: Experimental Study on the effect of dust deposition on PV panels – Yingya Chen, Yanfeng Liu, Zhiju Tian, Yu Dong, Yong Zhou, Xiaowen Wnag, Dengjia Wang [3]: Dalla tesi di Andreoni Matteo – Variabilità spazio temporale del particolato ultra fine in Pianura Padana – Politecnico di Milano – https://www.politesi.polimi.it/retrieve/a81cb05d-21d2-616b-e053-1605fe0a889a/Variabilit%C3%A0%20spazio-temporale%20del%20particolato%20ultrafine%20in%20Pianura%20Padana.pdf [4]: The effect of dust deposition on the performance of photovoltaic panels – Carmen Otilia Rasanescu, Marin Rasanescu, Irina. Aura Istrate, Jouranal of Energy – https://www.mdpi.com/1996-1073/16/19/6794
