Perché i moduli Light Design battono i moduli flessibili per tetti C&I

I moduli flessibili sono stati promossi per tetti a basso carico e sono spesso utilizzati in progetti commerciali come musei e fabbriche. Riducono il peso ma introducono nuovi rischi in termini di prestazioni, garanzie, prestazioni termiche e conformità alle normative in materia di vento e incendio.
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Come si confrontano i moduli flessibili con i moduli ultraleggeri come Hi-Mo X10 Guardian Light Design?

Cosa sono i moduli flessibili?

I pannelli flessibili e pieghevoli sono laminati sottili e leggeri che generano elettricità. In media, i pannelli flessibili tipici hanno uno spessore di circa un pollice e pesano circa sei libbre, il che equivale a circa 2,7 kg per pannello. Possono flettersi fino a circa 30 gradi, il che consente loro di seguire superfici curve o irregolari. Per il segmento residenziale, sono adatti per i tetti di furgoni e rimorchi, ponti di imbarcazioni o altre applicazioni mobili. Le applicazioni C&I utilizzano principalmente moduli solari flessibili laddove i moduli convenzionali non possono, o possono essere installati solo con difficoltà, a causa di vincoli di forma o peso.

Cosa si intende per «flessibile» sui tetti
Le opzioni fotovoltaiche leggere per i tetti C&I generalmente si dividono in due categorie:

1. Moduli in silicio cristallino senza vetro, costruiti su backplane compositi, che riducono notevolmente il peso e possono essere montati con morsetti convenzionali. Alcuni modelli consentono il montaggio adesivo, sebbene il bloccaggio rimanga standard per motivi di sicurezza e sostituzione. Questo segmento è diventato la soluzione leggera dominante sul mercato.
2. Laminati a film sottile come CIGS, che sono flessibili e possono essere applicati direttamente su tetti in metallo o a membrana. Tuttavia, a causa del calo della produzione e della disponibilità limitata, CIGS è ora una tecnologia di nicchia rispetto al silicio cristallino leggero.

La combinazione di morsetti per moduli flessibili è comune. I sistemi esclusivamente adesivi non si sono diffusi in Europa a causa di problemi di sicurezza, manutenzione e assicurazione. Inoltre, per i titolari di C&I, è fondamentale poter sostituire un modulo o dimostrare la sicurezza antincendio a lungo termine. Ecco perché oggi la maggior parte dei moduli leggeri in silicio cristallino più diffusi sono progettati per il montaggio a morsetto, mentre gli adesivi rimangono una nicchia. Quindi, l'installazione è semplice. Ma questa comodità comporta dei compromessi.

Perché alcune aziende ritengono che i moduli flessibili siano un'opzione

I case study dei fornitori e le presentazioni del settore hanno creato la percezione che il fotovoltaico flessibile sia la soluzione ideale per tetti delicati o in lamiera sottile. Anche altri operatori del mercato presentano le storie di C&I unlock in occasione di eventi commerciali, rafforzando l'idea che «leggerezza è sinonimo di flessibilità». L'interesse è reale perché molti edifici C&I devono affrontare limiti strutturali. Uno sguardo più attento rivela che i moduli flessibili sono raramente una scelta praticabile per le installazioni C&I.

La stampa fine che rende la flessibilità una scelta C&I scadente

Il fotovoltaico flessibile sembra utile, ma per i tetti commerciali europei i dettagli non contano: minore efficienza dei moduli, temperature di esercizio più rigide, valori meccanici più bassi e garanzie più brevi mettono a repentaglio prestazioni bancabili e di lunga durata. Gli assicuratori e gli enti di normazione richiedono una protezione a livello di sistema contro vento, grandine e incendio, un limite che molte offerte flessibili non soddisfano.
L'Hi-MO X10 Guardian Light Design di LONGi è progettato per soddisfare le aspettative C&I, con maggiore efficienza, carichi più forti, migliore comportamento nei punti caldi e lunghe garanzie, senza chiedere ai proprietari degli edifici di accettare rischi aggiuntivi.
Ecco come i compromessi dei moduli flessibili si confrontano con le alternative rigide, in particolare l'Hi-mo X10 Guardian Light Design.

Il montaggio ravvicinato fa sì che i moduli flessibili si surriscaldino e producano meno

I moduli flessibili si trovano direttamente sul tetto con uno spazio minimo o nullo, quindi il tetto si riscalda al sole e trasferisce il calore direttamente nel modulo e senza spazio per l'aria per spostarlo, il calore si accumula. I moduli rigidi montati su morsetti mantengono una distanza maggiore, spesso di 10-15 cm, il che limita l'accumulo di calore. Una temperatura operativa più elevata non solo riduce la produttività diurna, ma aumenta anche la possibilità che si formino punti caldi e accelera l'invecchiamento della plastica, dei giunti di saldatura e delle connessioni nel tempo. La maggior parte dei modelli flessibili ha un coefficiente di temperatura compreso tra -0,33 e -0,40% per °C, quindi ogni aumento di 10 °C riduce circa il 3-4% della potenza disponibile e sui tetti estivi caldi le celle possono funzionare di 20-30 °C al di sopra delle condizioni di test, il che significa circa il 6-12% di perdite aggiuntive quando si ha più bisogno di energia.

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Al contrario, l'Hi-Mo X10 Guardian Light Design è montato a morsetto su guide standard con bloccaggio del telaio sul lato A lungo utilizzando morsetti centrali e terminali approvati, mantenendo una fessura sul tetto definita. Il suo coefficiente di temperatura Pmax è − 0,26% per °C, il che limita il calore estivo sulla potenza erogata. Inoltre, l'architettura posteriore HPBC 2.0 include una tecnologia di ottimizzazione dello shading e un design a conduzione debole che abbassa le temperature degli hotspot di circa il 28% e consente alle celle ombreggiate di recuperare oltre il 70% di energia in più rispetto ai modelli convenzionali, migliorando la sicurezza e la resa sui tetti C&I affollati. Insieme alla classificazione antincendio IEC, queste caratteristiche rendono Light Design la scelta più fresca, sicura e bancabile per i tetti europei.

I moduli flessibili hanno un rendimento energetico inferiore: la tecnologia dei moduli definisce l'efficienza e la potenza in uscita

I moduli flessibili utilizzano CIGS a film sottile o celle cristalline ultrasottili su supporti polimerici. Recenti revisioni e studi sul campo collocano i moduli CIGS flessibili in genere nell'intervallo di efficienza del 15-18% circa, mentre i moduli flessibili cristallini privi di vetro si aggirano intorno al 19% circa. L'efficienza si traduce direttamente nella potenza del tetto, il 15-19,5% significa circa 150-195 W per metro quadrato.
Al contrario, il modulo Light Design a vetro singolo raggiunge il 24,8% di efficienza e circa 250 W/m² in produzione. In parole povere: i formati flessibili partono da un limite tecnico più basso e forniscono meno watt a parità di superficie del tetto, il che si traduce in una riduzione di un anno e di un kWh di durata su tetti C&I con vincoli di spazio.

I moduli flessibili offrono una resilienza meccanica limitata se esposti a carichi di neve, sollevamento del vento e impatto da grandine

I moduli flessibili sono più leggeri, ma sono anche più facili da piegare, danneggiare e ammaccare. Molti hanno un valore di carico statico di soli 2400 Pa circa, il che lascia pochi margini di sicurezza in caso di forti nevicate o forti venti in Europa. In caso di forti grandinate, che possono provocare la formazione di pietre di 30-50 mm nella regione DACH (20-30 mm più frequenti in caso di forte intensità), le superfici polimeriche sottili sono più soggette a danni da impatto e fessurazioni superficiali.

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I venti forti aggiungono un altro rischio, il sollevamento, ai bordi e agli angoli del tetto le forze di aspirazione cercano di staccare i moduli. Secondo gli standard europei di progettazione eolica, le zone periferiche e angolari dei tetti possono essere soggette a pressioni di sollevamento comprese tra 1.500 e 3.000 Pa circa, a seconda dell'altezza, della posizione e della categoria di esposizione dell'edificio. Stagione dopo stagione, questo movimento può affaticare celle e conduttori, allentare i fissaggi e trasformare piccoli problemi in guasti più gravi e ulteriori riparazioni.

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L'Hi-Mo X10 Guardian Light Design è progettato per carichi reali sul tetto, testato a 5.400 Pa nella parte anteriore e 2.400 Pa nella parte posteriore e a un impatto da grandine di 25 mm a 23 m/s, offrendo un comodo spazio per la testa in caso di forti nevicate e tempeste sul tetto europeo C&I. Nonostante il basso carico morto, circa 16,3 kg per modulo, circa 7,2 kg/m², il telaio e la pila rinforzata preservano la rigidità per il traffico di servizio e le lunghe campate.

Il rischio di punti caldi con i moduli flessibili è reale: l'ombra parziale può diventare pericolosamente calda

L'ombreggiamento parziale sui tetti causato da parapetti, prese d'aria o antenne può creare punti caldi in cui la temperatura locale delle celle supera i 100 °C, in alcuni casi sfiorando i 130 °C. Tali temperature elevate accelerano il degrado del materiale e, se non gestite, possono aumentare la probabilità di problemi di sicurezza, incluso un incendio. Studi indipendenti e rapporti PVPS dell'IEA (International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme) hanno documentato questi effetti su diverse tecnologie fotovoltaiche.
Questo stress termico ripetuto cuoce la plastica e indebolisce i giunti di saldatura, il che può causare perdite permanenti di potenza, guasti ai diodi di bypass e danni all'isolamento e, nel peggiore dei casi, guasti all'arco elettrico e incendi.

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Il design del back-contact HPBC 2.0 di LONGi nel modulo Light Design risolve il problema, riducendo le temperature dei punti caldi di circa il 28% e recuperando circa il 70% in più di potenza a parità di ombreggiatura rispetto alle celle convenzionali, il che significa una produzione più sicura e stabile su tetti C&I complessi.

Degradazione: il calore e lo stress accelerano le perdite nei moduli flessibili: i film sottili invecchiano più velocemente

I moduli flessibili iniziano con uno svantaggio in termini di stabilità nel tempo: le analisi sul campo mostrano che le pile a film sottile e polimerico si degradano maggiormente e con una diffusione più ampia, spesso intorno allo 0,7— 1,0% all'anno, con intervalli pubblicati da ~ 0,5% a ~ 2% all'anno a seconda della generazione del prodotto, del montaggio e del clima. In confronto, i moduli rigidi e leggeri con frontale in vetro in genere si degradano di circa lo 0,5-0,6% all'anno, in modo simile ai moduli cristallini standard in studi di grandi dimensioni.
L'Hi-Mo X10 Guardian Light Design è coperto da una garanzia sulle prestazioni di 30 anni che garantisce circa il 99% dopo il primo anno e circa l'88-89% all'anno 30, che corrisponde a circa lo 0,35% all'anno dopo il primo anno. Con una durata operativa compresa tra 25 e 30 anni, questo profilo produce una maggiore energia erogata per sistemi rigidi e leggeri come Light Design.

Le garanzie flessibili dei moduli non sono all'altezza degli orizzonti di C&I

Per i moduli flessibili, le schede tecniche pubblicate offrono in genere una garanzia sul prodotto di 5-12 anni e una garanzia di alimentazione lineare di 25 anni che termina circa l'84-85% della produzione iniziale.
I moduli convenzionali leggeri e privi di vetro hanno in genere una garanzia sul prodotto di 10-16 anni e una garanzia sulle prestazioni lineari di 25 anni, a partire da circa il 98% nel primo anno e con una degradazione di circa lo 0,55% all'anno, fino a circa l'80-85% della produzione iniziale.

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Per i progetti C&I pianificati nell'arco di 25-30 anni, questa copertura più breve e la minore produzione garantita a fine termine riducono l'orizzonte finanziario, rafforzano le ipotesi dei creditori e aumentano le riserve per le sostituzioni e i tempi di inattività.
Al contrario, l'Hi-Mo X10 Guardian Light Design offre una garanzia sul prodotto di 15 anni e una garanzia sulle prestazioni di 30 anni fino a circa l'88,9% all'anno 30, il che corrisponde meglio ai piani di ammortamento e supporta un flusso di cassa a vita più prevedibile. Termini di garanzia più rigorosi riducono il rischio a vita per gli EPC, i proprietari e gli istituti di credito.

Conclusioni per gli edifici C&I europei

I moduli flessibili hanno la loro nicchia, ma su tetti commerciali regolamentati e assicurati sono inferiori in termini di efficienza, comportamento termico, valutazioni meccaniche e resistenza della garanzia. La loro minore resistenza alla grandine e al vento, la riduzione delle garanzie sui prodotti e la riduzione della produzione a fine garanzia creano ulteriori problemi di bancabilità.

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Il modulo LONGi Light Design appena lanciato offre una vera soluzione a basso carico per questi tetti, combinando una piattaforma di contatto posteriore ad alta efficienza con una maggiore resistenza al carico meccanico (fino a 5.400 Pa anteriori/2.400 Pa posteriori), una migliore gestione degli hotspot e una garanzia sul prodotto di 15 anni con una garanzia sulle prestazioni di 30 anni. Per le aziende con edifici di grandi dimensioni come centri logistici, magazzini, capannoni di produzione, complessi commerciali, aeroporti o impianti sportivi, il modulo fornisce un percorso sicuro e affidabile per sbloccare lo spazio sul tetto che altrimenti rimarrebbe inutilizzato. Insieme ai vantaggi in termini di costi fino a 200.000€ per MW dovuti all'eliminazione del rinforzo del tetto, è l'opzione adatta allo scopo. Per gli sviluppatori, gli investitori e i proprietari di edifici, ciò significa kWh più affidabili, una maggiore protezione dai rischi e un costo dell'elettricità più basso per l'intero ciclo di vita dell'impianto.

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