Dalla fine del XVIII° secolo, con l’inizio della rivoluzione industriale, abbiamo assistito ad un forte incremento della richiesta energetica e ad un conseguente aumento dell’uso di combustibili fossili.
Nonostante attualmente coprano circa l’80% del fabbisogno energetico mondiale, a causa del loro grande potere inquinante e della limitata disponibilità nel tempo, è cresciuto l’interesse verso soluzioni alternative che ne permettano la progressiva sostituzione con energie da fonte rinnovabile.
Quelle rinnovabili sono risorse energetiche caratterizzate dalla possibilità di rigenerarsi in tempi brevi e soprattutto dal fatto di essere “pulite”, cioè prive emissioni inquinanti durante il loro utilizzo. Tra queste, quella fotovoltaica è un’energia alternativa ai classici combustibili fossili e rappresenta il futuro dello sviluppo industriale mondiale.
Per avere un’idea del potenziale di questa forma di energia, può aiutarci fare un piccolo confronto quantitativo: il sole irradia mediamente nell’atmosfera terrestre dai 1367 ai 1412 W/m², questo valore (noto come costante solare), moltiplicato per la superficie perpendicolare dell’emisfero terrestre esposta al Sole in un determinato periodo, ci dice che sul nostro pianeta arriva una quantità di energia luminosa pari a circa 174.000TW.
Anche considerando che più della metà dell’irradianza si perde nell’atmosfera, i residui 78.000.000 di GW sono approssimativamente 156.000 volte la potenza fotovoltaica installata nel mondo secondo la EIA (U.S. Energy Information Administration).
Dal 2000 ad oggi infatti, il dato cumulativo delle installazioni effettuate è cresciuto ad una media di circa il 25% all’anno raggiungendo un ammontare installato mondiale di circa 500 GW.
Nonostante la quantità di energia solare che arriva sul nostro pianeta sia enorme, alcune sue caratteristiche la sfavoriscono rispetto altre fonti: è poco concentrata, è discontinua e non si può immagazzinare. Per averne a disposizione quantità significative è necessario raccoglierla da aree molto vaste ed è piuttosto difficile da convertire in una forma sfruttabile con efficienze accettabili.
E’ fondamentale quindi che le strutture preposte alla conversione dell’irradianza solare in energia elettrica siano sempre funzionanti al massimo delle loro possibilità sfruttando al massimo l’irraggiamento disponibile.
Ovviamente stiamo parlando degli impianti fotovoltai ci, impianti elettrici costituiti dall’assemblaggio di più moduli fotovoltaici che sfruttano l’energia solare incidente per produrre energia elettrica mediante effetto fotovoltaico e, altrettanto ovviamente, stiamo banalizzando.
Gli impianti ad energia solare, soprattutto quelli utility scale, sono realizzazioni ingegneristiche la cui architettura prevede l’uso di moltissimi dispositivi tecnologici che interagiscono tra loro con dinamiche complesse ad hanno un unico fine: ottenere la migliore conversione possibile dell’energia luminosa in elettricità. Imprescindibile, per questo scopo, è il ruolo che ricoprono i sistemi di monitoraggio.
Questi apparati, frutto dell’unione di dispositivi di monitoraggio industriale e moderni sistemi di telecomunicazione, permettono di raccogliere dati sullo stato dell’impianto direttamente dall’elettronica dei dispositivi che lo compongono e attraverso sensori o strumenti di misura.
Tutte queste informazioni, sfruttando le moderne tecnologie web based possono essere trasferite ad un server remoto o consultate da un qualsiasi accesso al web, in qualsiasi luogo geografico e in qualsiasi momento.
In sostanza, raccogliendo dati direttamente da inverter, cassette di stringa, contatori di produzione, contatori di scambio, solarimetri, piranometri o addirittura le videocamere di sorveglianza, è possibile avere un controllo costante in tempo reale sullo stato di funzionamento di ogni componente dell’impianto fotovoltaico.
Questo permette non solo il mantenimento di alti livelli di efficienza attraverso interventi di manutenzione mirati e tempestivi, ma il miglioramento continuo nel tempo grazie all’analisi dei dati così raccolti.
Attraverso l’intelligenza artificiale e il machine learning, questa incredibile mole di informazioni può facilmente tradursi in report e analisi predittive utili a garantire un migliore O&M, impianti più performanti grazie inverter e pannelli più efficienti e investitori più felici grazie a maggiori profitti.
Naturalmente maggiori opportunità di guadagno porteranno a maggiori investimenti, e questi permetteranno innovazione e progresso tecnologico originando un circolo virtuoso da cui possiamo trarre tutti enormi benefici, sia in termini economici che in termini sociali.