Il degrado dei pannelli solari rappresenta una sfida significativa per la sostenibilità e l’efficienza a lungo termine dei sistemi fotovoltaici. Un team di ricercatori del Centro ENEA di Portici (Napoli) ha sviluppato materiali innovativi che promettono di migliorare la durabilità e la resistenza dei pannelli solari agli agenti atmosferici, in particolare di proteggerli dall’umidità e dai raggi ultravioletti. I risultati preliminari dell’uso dei nuovi film incapsulanti oggetto della ricerca sono promettenti.
“I test preliminari, pubblicati su ScienceDirect, sono molto incoraggianti e mettono anche in evidenza che durabilità e resistenza ai raggi ultravioletti di questi nuovi film incapsulanti possono migliorare ulteriormente aggiungendo nella formulazione additivi appropriati,” spiega Valeria Fiandra, ricercatrice del Laboratorio ENEA Dispositivi innovativi e coautrice dello studio insieme ai colleghi Lucio Sannino, Concetta Andreozzi, Giovanni Flaminio (Laboratorio Energia e Data Science) e Michele Pellegrino (Sezione Metodologie, Approcci e Strumenti per l’analisi della Sostenibilità delle Tecnologie Energetiche).
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Indice
Il ruolo dei film incapsulanti nei moduli fotovoltaici
I film incapsulanti sono materiali polimerici-plastici utilizzati per rivestire e isolare le celle fotovoltaiche dall’aria e dall’umidità.
Essi svolgono un ruolo cruciale nella tecnologia fotovoltaica, conferendo integrità strutturale, prevenendo danni alle celle e formando una barriera contro l’umidità. Inoltre, garantiscono affidabilità e durata nel tempo del modulo, proteggendolo dal degrado causato da agenti atmosferici, luce e ossigeno.
Limiti dell’EVA e ricerca di alternative
Attualmente, l’incapsulante più utilizzato nei moduli fotovoltaici è l’EVA (Etilene Vinil Acetato), noto per l’eccellente trasmissione della luce solare grazie agli additivi che ne migliorano le proprietà ottiche e chimiche. Tuttavia, l’EVA subisce una degradazione chimica a causa delle radiazioni ultraviolette, delle alte temperature e degli agenti atmosferici in generale. Questi portano infatti alla formazione di acido acetico, che corrode le celle e deteriora il modulo.
“Per far fronte alle criticità dell’EVA, la nostra attenzione si è focalizzata su materiali alternativi il cui invecchiamento avvenga senza sviluppo di acido acetico. Tra questi c’è un’altra tipologia di materiali plastici, le poliolefine, che hanno caratteristiche molto interessanti: rispetto all’EVA comunemente utilizzato, hanno maggiore stabilità termica (fino a 400 °C rispetto ai 300 °C dell’EVA), migliore resistenza alla degradazione da raggi UV e una migliore barriera contro l’umidità,” sottolinea Valeria Fiandra.
Vantaggi dei nuovi materiali
I nuovi materiali sviluppati – oggetto della ricerca ENEA, dal titolo New PV encapsulants: assessment of change in optical and thermal properties and chemical degradation after UV aging -sono riciclabili e possono essere lavorati più volte, facilitando il disassemblaggio della struttura del modulo a fine vita e permettendo di recuperare materiali valorizzabili e riciclabili. Questo migliora la sostenibilità economica e ambientale di tutto il ciclo di vita del modulo.
“Nel complesso, abbiamo rilevato che la scelta delle poliolefine come incapsulanti fotovoltaici alternativi rappresenta un buon compromesso tra proprietà ottiche, resistenza termica alle alte temperature, trasparenza e resistenza al foto invecchiamento. Con la nostra attività vogliamo fornire alle aziende uno strumento utile alla scelta del film incapsulante più adatto per la fabbricazione di moduli con elevate prestazioni, durevoli nel tempo,” conclude la ricercatrice ENEA.
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