Un impianto fotovoltaico rappresenta la risorsa fondamentale per lo sfruttamento di una fonte di energia considerata inesauribile, il Sole. L’utilizzo dell’energia solare per ottenere corrente elettrica per le aziende e per le abitazioni non determina esternalità negative, cioè non comporta inquinamento né impoverisce la fonte di energia naturale per le generazioni future.

Verifiche periodiche sugli impianti fotovoltaici sono necessarie a mantenere la funzionalità e la sicurezza dei pannelli per tutto il ciclo di vita della struttura. Si stima che un impianto fotovoltaico possa durare tra i venti e i trent’anni, e con un’adeguata manutenzione è possibile mantenerne quasi inalterato il rendimento.

Per condurre tutti i controlli fondamentali sugli impianti fotovoltaici, una possibilità valida è costituita dalle ispezioni aeree e termografiche con drone, che permettono di effettuare misurazioni e verifiche in tempi brevi, in modo efficace e relativamente economico, senza disattivare l’impianto.

Con la Deliberazione 786/2016/R/eel del 22 dicembre 2016, l’Autorità per l’Energia Elettrica, il Gas e il Sistema Idrico (AEEGSI) ha stabilito che le verifiche periodiche sugli impianti fotovoltaici devono essere eseguite ogni cinque anni.

Di seguito un breve Sommario per aiutare la vostra lettura

Impianti fotovoltaici: ispezioni aeree e termografiche con drone. 1

Cos’è un impianto fotovoltaico e come funziona. 2

Che cos’è un fotone?. 2

Sistemi di monitoraggio per impianti fotovoltaici 3

Hot Spot: degenerazione di un pannello fotovoltaico. 3

Perché si verifica il fenomeno dell’hot spot?. 3

Verifiche sugli impianti fotovoltaici: un drone per le ispezioni 4

Ispezione su impianti fotovoltaici: i vantaggi dei dispositivi SAPR. 5

Ispezioni termografiche con drone. 6

EGM96: ispezioni aeree e termografiche con drone su impianti fotovoltaici 6

Cos’è un impianto fotovoltaico e come funziona

Un impianto fotovoltaico è una struttura in grado di convertire i raggi luminosi, l’energia solare, in corrente elettrica continua. Questa trasformazione avviene per il cosiddetto effetto fotovoltaico, il fenomeno fisico che sta alla base del funzionamento dei pannelli fotovoltaici. Per comprenderlo occorre conoscere il modello delle bande, che interpreta il comportamento dei materiali semiconduttori.

Una banda identifica il livello energetico degli elettroni di un atomo. Ogni materiale possiede almeno due delle tre bande fondamentali: la banda di valenza, la banda proibita e la banda vuota. La presenza e la posizione reciproca delle bande sono i due fattori che determinano il comportamento elettrico di una materiale.

La banda di valenza comprende elettroni a un livello energetico possibile, mentre invece la banda vuota è così denominata perché rappresenta un livello energetico impossibile. Nei metalli, si definisce livello di conduzione il livello energetico più basso della banda vuota, che in questo caso prende il nome di banda di conduzione.

L’effetto fotovoltaico viene studiato dalla fisica dello stato solido e consiste nel passaggio di un elettrone dalla banda di valenza di un materiale semiconduttore alla banda di conduzione, in conseguenza dell’assorbimento dell’energia di un fotone incidente sul materiale. Il passaggio dell’elettrone da una banda all’altra si verifica perché l’elettrone passa a un altro livello energetico per via dell’energia acquisita dal fotone.

Che cos’è un fotone?

Il termine “fotone” deriva dal greco φῶς (phòs, genitivo: φωτός, photòs), che significa “luce”. Si tratta di una nozione che nasce insieme con la fisica quantistica. Il vocabolo è stato coniato per la prima volta nel 1926 a Parigi dal fisico ottico Frithiof Wolfers, ripreso poi dal chimico statunitense Gilbert Newton Lewis.

Il fotone è il “quanto” di luce e viene associato a un’onda elettromagnetica. Infatti, è considerato come la particella priva di massa cui corrisponde un’energia dipendente dalla sua frequenza. La meccanica quantistica considera che le onde elettromagnetiche siano caratterizzate da un quanto di energia indivisibile, in contrasto con la fisica classica che vede ogni onda come il risultato della somma di due o più onde, per il principio di sovrapposizione.

Sistemi di monitoraggio per impianti fotovoltaici

 

I sistemi di monitoraggio per impianti fotovoltaici permettono di misurare costantemente la produzione di energia elettrica. In questo modo è possibile ottimizzare il risparmio della propria azienda utilizzando apparecchiature elettriche quando la produzione di energia da parte dell’impianto fotovoltaico è sufficiente a coprire il fabbisogno.

Un malfunzionamento dei pannelli dell’impianto fotovoltaico può allungare i tempi di recupero dell’investimento attuato per installare l’impianto e costituisce pertanto un danno sul piano economico.

I sistemi di monitoraggio per impianti fotovoltaici sono in grado di confrontare il rendimento dell’impianto fotovoltaico con quello delle strutture dello stesso tipo installate nella zona, incrociando i dati con le informazioni sul meteo e sulle temperature. Sono strumenti fondamentali anche per il monitoraggio di grandi impianti dove assumono il ruolo di una sorta di “sistema di spionaggio” dell’energia, una “energy intelligence”.

Grazie al sistema di allarme il guasto o il malfunzionamento viene subito segnalato ed è possibile procedere con ulteriori accertamenti, svolti per esempio attraverso le videoispezioni con drone.

Hot Spot: degenerazione di un pannello fotovoltaico

Tra i possibili malfunzionamenti degli impianti fotovoltaici c’è il fenomeno dell’hot spot che comporta la degenerazione di una o più celle della struttura. In inglese “hot spot” significa letteralmente “macchia calda”, “luogo caldo”, o “punto caldo”. Infatti, a causa dell’hot spot un modulo fotovoltaico può raggiungere temperature molto superiori rispetto a quelle di esercizio degli altri pannelli che funzionano correttamente. Una cella in cui si verifica il fenomeno dell’hot spot può superare i 100º.

In una situazione del genere l’efficienza dell’impianto si abbassa notevolmente, con una perdita consistente di kWh. Allo stesso tempo, il fenomeno dell’hot spot comporta un elevato rischio di incendio con danni potenziali gravi, a cose e persone.

Perché si verifica il fenomeno dell’hot spot?

Quando un impianto fotovoltaico funziona correttamente, all’interno della cella fotovoltaica avviene il fenomeno fisico che trasforma la radiazione luminosa in energia elettrica. In queste condizioni, la potenza elettrica viene erogata verso il carico, cioè il circuito che è destinato ad assorbire la potenza generata.

Se una cella dell’impianto fotovoltaico è sottoposta a ombreggiamento parziale, la corrente elettrica fotogenerata diminuisce in proporzione alla percentuale della superficie in ombra. Se una cella è completamente in ombra la corrente elettrica fotogenerata è nulla.

In un modulo fotovoltaico le celle fotovoltaiche sono collegate in serie, così che la tensione ai morsetti del modulo è superiore alla tensione della singola cella. Questa modalità determina un abbassamento della corrente e della potenza generata dall’intera serie di celle anche nel caso sia in ombra solo una cella del modulo.

Quando si verifica ombreggiamento parziale, la cella ombreggiata può iniziare a comportarsi da carico, cioè succede che si inverta la corrente sui morsetti. In questa eventualità la corrente elettrica viene trasformata in calore per effetto Joule. L’aumento della temperatura è proporzionale alla percentuale della superficie della cella ombreggiata. Il conseguente surriscaldarsi della cella viene chiamato “hot spot” e può incendiare la struttura o fondere le saldature, con danno irreversibile dell’impianto.

Verifiche sugli impianti fotovoltaici: un drone per le ispezioni

I dispositivi SAPR (sistemi aeromobili a pilotaggio remoto) costituiscono una valida risorsa per approfondire l’indagine su eventuali malfunzionamenti segnalati dai sistemi di monitoraggio per impianti fotovoltaici. Un drone per ispezioni è utile anche per individuare celle dell’impianto sottoposte a surriscaldamento, cioè interessate dal fenomeno dell’hot spot.

ispezioni aeree e termografiche con drone

La possibilità di svolgere verifiche sugli impianti fotovoltaici con un drone per ispezioni comporta la riduzione dei tempi e dei costi della procedura perché non è necessario avvalersi di un velivolo con pilota a bordo né prevedere strutture complesse per controlli diretti da parte dei tecnici.

Il drone per ispezioni può volare a bassa quota per fare tutte le verifiche necessarie sugli impianti fotovoltaici. Integrata nella struttura del dispositivo SAPR una telecamera Ultra HD è in grado di acquisire immagini ad alta risoluzione che garantiscono il maggior grado di dettaglio possibile. I video così realizzati sono in 4K, cioè hanno una risoluzione di 4000 pixel in orizzontale.

Per portare a termine verifiche e stime su impianti fotovoltaici, un drone per ispezioni può essere equipaggiato con termo camera a infrarossi, uno strumento che permette di rilevare le differenze di temperatura tra i diversi pannelli fotovoltaici e misurare le temperature assolute. In questo caso si parla di ispezioni termografiche con drone: si tratta di procedure che consentono di individuare le celle in cui si verifica il fenomeno dell’hot spot.

Ispezione su impianti fotovoltaici: i vantaggi dei dispositivi SAPR

L’uso dei dispositivi SAPR per l’ispezione su impianti fotovoltaici comporta diversi vantaggi. Per questo il drone per ispezioni è uno strumento sempre più richiesto nell’ambito dei controlli e delle verifiche su installazioni più o meno estese.

  • Il drone per ispezioni è più sicuro

Le ispezioni tradizionali comportano un certo rischio di caduta per i tecnici che devono issarsi sugli impianti per portare a termine le verifiche. Un drone per le ispezioni permette che tutti i lavoratori rimangano al sicuro. Infatti, il volo del dispositivo è controllato da un software e tracciato su una mappa di Google. È il piccolo congegno a innalzarsi in volo per raggiungere l’impianto e acquisire tutte le immagini e i dati necessari per i controlli.

  • Le ispezioni aeree con drone sono più veloci

Le ispezioni aeree con drone sono più veloci rispetto a quelle condotte da tecnici che si muovono via terra e devono attrezzarsi per controllare tutto l’impianto.

  • Le misurazioni raccolte con i droni sono precise

Le ispezioni aeree con drone permettono di ottenere misurazioni estremamente precise grazie alle tecniche della fotogrammetria e della termografia. Le immagini e i video acquisiti attraverso i dispositivi SAPR sono ad alta definizione perché vengono acquisiti attraverso telecamere HD e Ultra HD.

  • Un drone per ispezioni è uno strumento versatile

I dispositivi SAPR sono adatti ai contesti più disparati, grazie alle dimensioni ridotte, allo svolgimento rapido delle procedure, alla possibilità di volare a bassa quota. Un drone per ispezioni può essere impiegato per svolgere verifiche e misurazioni su impianti fotovoltaici anche molto estesi e dalla struttura complessa. Un drone può raggiungere punti di osservazione che sarebbero inaccessibili per un essere umano.

  • I droni sono ecologici

I dispositivi SAPR vengono alimentati con l’energia elettrica, non con i carburanti. L’uso di un drone per le ispezioni non determina inquinamento per l’ambiente. Si tratta quindi di una tecnologia ecosostenibile.

  • I droni sono relativamente economici

L’uso di un drone per ispezioni permette di contenere i costi per le aziende. Infatti, grazie alla tecnologia dei dispositivi SAPR non è necessario avvalersi di un velivolo con pilota a bordo né procurarsi strutture di supporto per effettuare i controlli che possono richiedere un esborso maggiore.

Ispezioni termografiche con drone

Le ispezioni termografiche con drone rappresentano una procedura importante per un’adeguata verifica della sicurezza e dell’efficienza dell’impianto fotovoltaico. In questi casi il dispositivo SAPR viene equipaggiato con termo camera per individuare eventuali zone danneggiate nella struttura. Infatti, se un pannello fotovoltaico non funziona correttamente e presenta un guasto, una o più celle avranno una temperatura anomala a causa di un cortocircuito che aumenta in modo considerevole la temperatura.

Per le ispezioni termografiche con drone è bene avvalersi di termo camere radiometriche, che permettono di misurare le temperature assolute, oltre a mettere in luce le differenze termiche anomale. Un drone per ispezioni di impianti fotovoltaici può sorvolare aree estese, mantenendosi a bassa quota, in modo da acquisire un grande numero di immagini estremamente dettagliate.

Per le ispezioni aeree con drone la tecnica di volo migliore è la panoramica, che dà una visione d’insieme del paesaggio, con la possibilità di analizzare ogni dettaglio. Per il calcolo delle distanze viene impiegato un software specifico, e l’alto numero di fotogrammi acquisiti permette di creare mappe molto precise, con un margine d’errore minimo.

EGM96: ispezioni aeree e termografiche con drone su impianti fotovoltaici

EGM96 è un’azienda specializzata in termografia, fotogrammetria e videoispezioni con drone per aziende. Ha sede in provincia di Milano, ma lavora su tutto il territorio nazionale.

I professionisti di EGM96 sono piloti riconosciuti dall’ENAC, l’Ente Nazionale per l’Aviazione Civile. Le macchine di EGM96 sono droni di ultima generazione, adatti a soddisfare qualsiasi esigenza.

Un ambito di particolare interesse per gli specialisti di EGM96 è quello delle ispezioni aeree e termografiche con drone su impianti fotovoltaici. Infatti, i piloti EGM96 hanno maturato un’esperienza forte nelle verifiche e nelle misurazioni necessarie a controllare gli impianti dedicati alle energie rinnovabili, in particolare quelli fotovoltaici.

I professionisti di EGM96 sono attenti a proporre soluzioni che garantiscano un buon risparmio ai clienti. Dosano con sapienza competenze verticali e orizzontali per stabilire in ogni caso l’intervento più adatto alle esigenze specifiche, per dare il servizio migliore, quello studiato su misura, mantenendo sempre prezzi vantaggiosi.

Per avere tutte le informazioni necessarie e un preventivo senza impegno cliccare qui.

 

 

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