Questo pannello solare reggerà la grandine? Alla SUPSI si scopre così

«Eccola qua». Giovanni Bellenda, responsabile del laboratorio SUPSI PVLab, solleva la sfera liscia e trasparente con una pinza di metallo del tutto simile a quelle che si usano per prelevare i cubetti di ghiaccio da destinare ai cocktail. Ma non siamo in un bar, anzi. Perché questa, al pian terreno del Campus di Mendrisio, è l'unica struttura in Svizzera a essere accreditata per le prove sui moduli fotovoltaici. L'effetto di condensa sta rendendo piano piano bianco-opaca la pallotta di grandine appena realizzata artificialmente, rispettando le rigorose regole da seguire per esami del genere. «Simula un chicco di 40 millimetri di diametro. Insomma, una bella grandinata», esclama l'ingegnere 56.enne, che si occupa degli esami dal 2016. Il destino della pallina da ping-pong di acqua congelata è segnato: sarà sparata contro un pannello solare, per capire quanto sia resistente alla grandine. Uno dei collaboratori l'ha già collocata su una bilancia, perché anche il peso deve essere rilevato, prima della prova. Dopodiché, sempre manipolandola con i guanti, la colloca in un cilindro in plexiglas orizzontale. Sulla parete è già appeso il modulo fotovoltaico che riceverà lo schianto. Reggerà all'impatto? Una serie di numeri indicano vari punti della sua superficie.

«Quaranta millimetri è il diametro più comune, ma siamo in grado effettuare prove con sfere fino a 80 millimetri». Una situazione molto vicina, se non simile, alla tempesta di ghiaccio avvenuta a Locarno venerdì 25 agosto. Una grandinata colossale che ha provocato danni per svariati milioni di franchi. Devastando, anche, centinaia di impianti fotovoltaici sui tetti di tutta la regione. Vicino al cannone impiegato per sparare le sfere di ghiaccio c'è appesa una cartina della Svizzera in sfumature bluastre. Più è scuro, più è probabile che le grandinate siano composti da chicchi dal diametro considerevole. Il Ticino è quasi tutto sul tono più buio. Tradotto, dai 5 ai 6 centimetri di diametro. Considerando un periodo di ripetizione di 50 anni.

Nel grande locale, pieno di moduli fotovoltaici impilati, di vario tipo, colore e dimensione, tutto si è fermato. Ora il 'tecnico' ha il dito appoggiato sul pulsante rosso. Un'etichetta gialla, subito sotto, riporta la scritta «Start» in maiuscolo su sfondo giallo. E via. Un soffio grave e subito dopo rumore assordante simile a quello di una frustata di Indiana Jones. Nell'area messa in sicurezza volano pezzetti di ghiaccio che sembrano dissolversi nell'aria. Della sfera di ghiaccio di quattro centimetri di diametro non c'è più traccia. Uno schermo a cristalli liquidi poco più in alto rileva la velocità: 28.7 metri al secondo.

Se la pallina di ghiaccio si è frantumata evaporando in pochi secondi, il modulo fotovoltaico sembra non aver subito nemmeno un graffio. Ma l'esame non è finito. Una volta completati i 'bersagliamenti', sarà portato in una camera oscura poco distante dall'area dedicata agli impatti. «Qui dentro verifichiamo l'efficienza», evidenzia Bellenda. «Su questo lato abbiamo un sole artificiale, diciamo così. Un sistema di lampade che riproduce per un tempo brevissimo, dieci millisecondi, la presenza del sole. Misuriamo la risposta delle celle fotovoltaiche tramite apparecchiature molto precise, per poi confrontare i valori con quanto dichiarato dal costruttore.

Anche se sul pannello non si notano graffi o danni, potenzialmente può perdere efficienza. «Non si vedono le microfratture all'interno delle celle, ma queste possono ridurne l'efficienza. Molti nostri clienti ci chiamano dicendo di avere l'impressione che il loro impianto renda meno. Spesso questo calo può essere la rottura 'invisibile' alle celle».

Una piccola telecamera è posta tra il 'sole artificiale' e il modulo fotovoltaico sulla parete opposta dello stanzone, completamente oscurabile. «Questo dispositivo è sensibile all'infrarosso e ci permette di individuare le famigerate spaccature invisibili». All'esterno del locale, una serie di postazioni. Uno degli schermi riporta l'elettroluminescenza, così come i tecnici la chiamano, di un modulo fotovoltaico in perfetto stato. Sembra di vedere una strana foto in bianco e nero con una serie di riquadri rettangolari, ognuno corrispondente alle celle che trasformano la luce in elettricità.

«Qui non vediamo danni, le celle lavorano come si deve. Ma basta osservare quest'altra situazione» e Bellenda porta il dito su un foglio alla parete. «Ecco, qui c'è una situazione ben diversa. A occhio nudo sembrava tutto a posto, non si vedeva alcun difetto sul modulo. Ma alcune celle si sono rotte», ed evidenzia una serie di macchine che ricordano quelle di un vetro rotto.

«È un chiaro esempio dei danni che potrebbe aver provocato la grandine. E spesso è difficile accorgersene, perché in realtà anche l'efficienza di un modulo in quelle condizioni non è così degradata rispetto a un pannello nuovo. In ogni caso, non si sa come evolverà nel tempo. Una sola cella rotta potrebbe rendere pericoloso l'intero impianto, fino a fargli prendere fuoco. Succede perché le celle scure sono come resistenze elettriche». E le resistenze, percorse dalla corrente, si scaldano.

«E a proposito di grandine, abbiamo un progetto denominato Achilles, che la lo scopo di definire delle linee guida in modo da capire quando un pannello fotovoltaico colpito dalla grandine debba essere effettivamente sostituito», esordisce Mauro Caccivio, responsabile del settore fotovoltaico alla SUPSI.

Il progetto vede come capofila proprio la Scuola universitaria della Svizzera italiana, con la 'consorella' OST della Svizzera orientale e Swissolar, l'Associazione svizzera dei professionisti del mondo del solare, finanziato dall'Associazione degli Istituti cantonali di assicurazione. «Abbiamo sottoposto uno dei pannelli del progetto a oltre 50 spari con diametri compresi fra i 40 e i 55 millimetri. Non siamo riusciti a rompere il vetro. E anche le celle hanno manifestato le prime rotture solo a 55 millimetri. La possibilità di resistere a eventi anche catastrofici c'è, ma occorre un compromesso tra costi e rischi», sottolinea il 52.enne. Fermo restando che, nell'evento di Locarno, c'erano palle di ghiaccio da 70 millimetri.

«L'importanza di avere un accreditamento ISO 17025 per le prove fotovoltaiche, e come detto siamo gli unici in Svizzera, è poter avere delle prove standardizzate», spiega Valentina Jennarelli, responsabile della gestione della qualità del laboratorio mostrando il certificato di accreditamento rilasciato per conto della Confederazione. «Siamo sottoposti a audit periodici da parte di organismi indipendenti che verificano le nostre procedure. La nostra documentazione, poi, ci permette di dimostrare che tutti gli standard di qualità vengono rispettati». Il documento, precisa la 41.enne.

«Le stesse aziende elettriche, che hanno delle installazioni, ci fanno verificare sia inizialmente prima dell'installazione sia ogni anno oppure ogni due, l'andamento, la qualità garantita del modulo secondo quanto contrattualmente stabilito», le fa eco Bellenda. «Il nostro rapporto ha valore legale. In una contestazione, per esempio sulle differenze di qualità garantita dal costruttore, i nostri risultati sono praticamente inconfutabili».

Di pannello solare in pannello solare, non poteva mancare una visita sul tetto dello stabile che ospita il PVLab della SUPSI, il Campus di Mendrisio. Qui, infatti, ci sono una moltitudine di installazioni costantemente controllate da una serie di sistemi. «Qui valutiamo la loro efficienza e la loro qualità in un ambiente reale», afferma Fabio Parolini. «Oltre a questo, però, vogliamo dimostrare quanto sia possibile integrare dei moduli fotovoltaici nell'architettura, trasformandoli di fatto in veri e propri materiali da costruzione, ideali per esempio per delle facciate», conclude il ricercatore 45.enne dell'Istituto sostenibilità dell'ambiente costruito.