🔥 Hotspot nei moduli fotovoltaici: cosa sono, perché si verificano e come evitarli

Un hotspot su un modulo fotovoltaico è una zona localizzata di surriscaldamento che si forma quando una o più celle non riescono a fornire la stessa corrente delle altre con cui sono collegate in serie. Il fenomeno è pericoloso, in quanto può causare danni permanenti al modulo, riduzione della resa dell’impianto e persino incendi in condizioni estreme.

Collegamento in serie: perché la corrente deve essere uniforme

I moduli fotovoltaici sono composti da celle collegate in serie. Questo significa che:

• La tensione complessiva del modulo è la somma delle tensioni di ciascuna cella.
• La corrente che attraversa tutte le celle è la stessa.

Nel contesto di una stringa FV, anche i moduli sono collegati tra loro in serie. Quindi, la corrente della stringa è determinata dalla cella più debole tra tutte quelle che la compongono.

Se una cella è ombreggiata, sporca, presenta microcracking o è difettosa, non riesce a generare la stessa corrente delle altre. Quando ciò accade, quella cella smette di comportarsi come un generatore e diventa un carico: assorbe energia dalle altre celle, dissipandola sotto forma di calore localizzato, ovvero il cosiddetto hotspot.

⚡ Come si verifica l’inversione di polarità

Quando una cella non riesce più a sostenere il passaggio della corrente imposta dal carico, viene polarizzata inversamente:

• Le celle sane continuano a produrre corrente.
• La cella debole, non riuscendo a generare, subisce una caduta di tensione inversa. così la cella/e dissiperà sottoforma di calore energia preziosa diventando un hotspot. (se volete un articolo con un esempio pratico di come cio’ avviene, fatemelo sapere nei commenti.)

Questa condizione può evolvere in danneggiamento permanente della cella, bruciature del vetro, del backsheet, fino a fenomeni di arco elettrico.

🛡 Il ruolo dei diodi di bypass

Per evitare che una cella o un gruppo di celle diventino dei carichi resistivi, nei moduli fotovoltaici vengono inseriti diodi di bypass. Questi:

• Sono collegati in antiparallelo a blocchi di 20 celle (tipicamente 3 diodi per modulo da 60 celle).
• Entrano in conduzione quando il blocco inizia a polarizzarsi inversamente.
• Consentono alla corrente di bypassare il tratto difettoso, proteggendo le celle e limitando le perdite di produzione.

Tuttavia, l’intervento del diodo esclude parte del modulo dalla generazione → quindi la resa energetica cala comunque.

🧰 Come prevenire gli hotspot

Per minimizzare il rischio di hotspot, è fondamentale:

• Installare correttamente i moduli FV, evitando ombreggiamenti parziali.
• Usare componenti certificati, con celle selezionate e testate.
• Mantenere la superficie dei moduli pulita da polvere, foglie, escrementi di uccelli, sabbia o neve.
• Evitare mismatch tra moduli (diversi livelli di degradazione o caratteristiche elettriche differenti).

🧪 Termografia e manutenzione preventiva

La termografia a infrarossi è uno strumento prezioso per individuare hotspot. Utilizzando una termocamera durante il funzionamento dell’impianto, è possibile:

• Visualizzare direttamente le aree calde sul modulo.
• Identificare celle degradate o cortocircuitate.
• Intervenire tempestivamente per sostituire o isolare i moduli difettosi.

La termografia può essere eseguita:

• Da terra, con termocamera manuale.
• Con drone, per impianti di grande taglia.
• Durante campagne di manutenzione programmata o in risposta a cali di produzione.

✅ Conclusione

Gli hotspot rappresentano un rischio reale per la durabilità e la sicurezza degli impianti fotovoltaici. Sono causati da celle che, per vari motivi (ombreggiamento, difetti, sporcizia), non riescono a generare la stessa corrente delle altre, finendo per diventare dei carichi.

La presenza di diodi di bypass aiuta a limitare i danni, ma non elimina il problema alla radice. Solo con una buona *progettazione, *installazione accurata e manutenzione regolare – inclusa la termografia periodica – è possibile prevenire e gestire efficacemente il fenomeno degli hotspot.

Sandun Palliya.