FOTOVOLTAICO: L’EVOLUZIONE PER IL 2025

Nel prossimo decennio l’energia rinnovabile assumerà un ruolo importante come fonte energetica e l’obiettivo dell’Italia sarà di aggiungere 30 GW di nuova capacità installata entro il 2030.

Sono stati condotti degli studi dalla famosa azienda cinese Huawei che grazie alla sua esperienza nell’energia rinnovabile è riuscita ad identificare diversi punti per migliorare il settore fotovoltaico per i prossimi 5 anni.

Questi trend prendono in considerazione principalmente quattro fattori con l’obiettivo di guidare l’industria verso lo sviluppo di soluzioni intelligenti ed ecocompatibili e a fornire approfondimenti in tema di innovazione promuovendo un rapido sviluppo della nuova industria energetica.

1. Costo medio ponderato dell’energia elettrica (LCOE);
2. Compatibilità con la rete elettrica;
3. Convergenza intelligente;
4. Sicurezza e affidabilità;

Trend 1: Digitalizzazione

Oltre il 90% degli impianti fotovoltaici sarà digitalizzato

Ad oggi ci sono ancora molti dispositivi obsoleti negli impianti fotovoltaici, sia per quanto riguarda la generazione energetica sia per le comunicazioni, motivo per il quale entro il 2025 il 90% degli impianti fotovoltaici saranno totalmente digitalizzati facendo sì che la loro gestione diventi semplice, intelligente ed efficiente.

Trend 2: Aggiornamenti basati sull’intelligenza artificiale

Oltre il 70% degli impianti fotovoltaici utilizzerà l’intelligenza artificiale

L’intelligenza artificiale può offrire nuove vantaggiose opportunità per i sistemi fotovoltaici come l’identificazione proattiva e la prevenzione dei guasti del modulo fotovoltaico e degli inverter con algoritmi di diagnosi IA. L’ottimizzazione dell’algoritmo di tracker per gestire grandi volumi di dati dell’impianto e l’autoapprendimento consentiranno rendimenti più elevati uniti alla sinergia di stoccaggio dell’energia solare assistito dall’IA per ottimizzare automaticamente la redditività dell’impianto fotovoltaico.

Man mano che gli LCOE continuano a diminuire, e di conseguenza aumenta la complessità dell’O&M, l’IA avrà un’alta probabilità di essere ampiamente impiegata negli impianti fotovoltaici.

Trend 3: Automazione degli impianti fotovoltaici

Oltre l’80% degli impianti fotovoltaici risulterà automatizzato

L’ispezione tramite l’utilizzo di droni e l’O&M automatizzato basato su robot permetterà di gestire lavori di O&M pericolosi e ripetitivi che richiedono un elevato e continuo grado di precisione per una maggiore produttività e sicurezza negli impianti fotovoltaici. Si prevede che gli impianti fotovoltaici in futuro saranno completamente automatizzati.

Trend 4: Supporto proattivo per le reti elettriche

Nel corso dei prossimi 5 anni, gli impianti fotovoltaici devono evolversi gradualmente dall’ adeguamento alla rete elettrica al supporto alla rete elettrica. A tal fine, gli inverter dovrebbero possedere capacità come l’adattabilità del rapporto di corto circuito (SCR), la capacità di controllare la corrente armonica entro l’1%, il passaggio continuo dall’ alta alla bassa tensione e la regolazione rapida della frequenza, necessari per il collegamento alla rete.

Trend 5: Solare + Storage

La percentuale di impianti fotovoltaici associati allo stoccaggio di energia supererà il 30% entro il 2025.

Con la maggiore penetrazione di nuove fonti energetiche, le reti elettriche avranno requisiti sempre più stringenti per la regolazione della frequenza e il “peak shaving” (procedimento in cui si immagazzina energia quando la domanda è bassa per rilasciarla quando invece la domanda elettrica è alta).
Nel frattempo, i costi della batteria diminuiscono con l’avanzamento della tecnologia. Si prevede che l’accumulo di energia funzionerà insieme ai sistemi fotovoltaici e diventerà un elemento critico.

Trend 6: Centrali elettriche virtuali

Oltre l’80% dei sistemi residenziali si connetterà con le reti Virtual Power Plant (VPP)

Nei prossimi 5 anni le tecnologie ICT come il 5G, la blockchain e i servizi cloud saranno ampiamente applicati in centrali elettriche distribuite formando VPP per la gestione collaborativa, partecipando alla pianificazione, alle transazioni e ai servizi ausiliari per i sistemi di alimentazione.
Lo sviluppo della tecnologia VPP ispirerà nuovi modelli di business e attirerà nuovi attori del mercato in scenari fotovoltaici distribuiti, fungendo da motore di crescita per il fotovoltaico distribuito.

Trend 7: Sicurezza attiva

Per limitare i rischi legati all’arco fotovoltaico causati da uno scarso contatto dei nodi nei moduli FV, da una scarsa connessione dei connettori FV o da cavi vecchi o rotti, AFCI diventerà una funzione standard per i sistemi fotovoltaici distribuiti su tetto e sarà incorporata negli standard industriali internazionali.

Trend 8: Maggiore densità di potenza

La tendenza di un LCOE (Levelized Cost Of Energy) inferiore di energia solare, richiede requisiti più elevati con una maggiore potenza di un singolo modulo e facile manutenzione dell’inverter.
Per raggiungere questo obiettivo è richiesta una maggiore densità di potenza.

Con scoperte importanti nella ricerca di semiconduttori a banda larga, come SiC e GaN, nonché algoritmi di controllo avanzati, la densità di potenza dell’inverter dovrebbe aumentare di oltre il 50% nei prossimi 5 anni.

Trend 9: Design modulare

I componenti principali come inverter, PCS (sistema di conversione di potenza) e dispositivi di accumulo dell’energia adotteranno un design modulare.

Inverter, PCS e dispositivi di accumulo dell’energia sono componenti chiave in un impianto fotovoltaico. Ciò influisce notevolmente sulla disponibilità dell’intero impianto fotovoltaico.

Con l’aumentare della capacità e della complessità degli impianti fotovoltaici, l’approccio tradizionale che coinvolge l’intervento di tecnici specializzati per la manutenzione in loco sarà troppo costoso.

Il design modulare diventerà mainstream, poiché consente un’implementazione flessibile, un’espansione regolare e una manutenzione senza l’intervento di tecnici, riducendo notevolmente i costi di O&M migliorandone la disponibilità del sistema.