Il revamping e il repowering di solito sono considerati da un punto di vista contrattuale interventi di manutenzione straordinaria, tuttavia, a causa della loro crescente importanza nel mercato solare, sono sempre di più contemplati come un capitolo autonomo.

I termini 'revamping' e 'repowering' sono utilizzati per indicare tutti gli interventi di sostituzione di componenti, all'interno di una centrale elettrica, finalizzati all’aumento del rendimento generale di questa. In particolare, si parla di revamping quando la sostituzione dei componenti non comporta una modifica sostanzialmente della potenza nominale della centrale elettrica; mentre si parla di repowering quando la sostituzione dei componenti comporta un aumento della potenza nominale della centrale elettrica.

In questo articolo, passeremo in rassegna quelle che sono considerate le principali prescrizioni da tenere sempre presente nel revamping/repowering di impianti fotovoltaici, in particolare quando gli interventi di sostituzione riguardano :

1. moduli fotovoltaici
2. inverter

Rispetto alla sostituzione ordinaria, il revamping/repowering di un impianto fotovoltaico ha l'obiettivo di migliorare il rendimento di questo sostituendo tutti i componenti o una parte significativa di essi all'interno di un'area funzionale.

Esistono diversi motivi per cui il revamping/repowering degli impianti fotovoltaici può essere un investimento necessario e/o redditizio:

• i moduli e gli inverter fotovoltaici tendono a logorarsi con il passare del tempo, e questo comporta un aumento del tasso di guasto;
• molti produttori di moduli e inverter fotovoltaici possono abbandonare il mercato, complicando così la fornitura di pezzi di ricambio o soluzioni di riparazione e lasciando come unica alternativa la sostituzione dei componenti;
• il progresso tecnologico di moduli e inverter fotovoltaici è stato finora significativo, pertanto il cambio di questi componenti può portare a prestazioni migliori nonché una maggiore flessibilità di progettazione e funzionalità avanzate a costi di manutenzione ridotti;
• i prezzi dei componenti fotovoltaici sono diminuiti in maniera significativa, e questo aiuta a rendere un reinvestimento economicamente fattibile.
• un progetto di revamping/repowering di solito include ulteriori vantaggi, quali nuovi termini di garanzia, conformità con gli ultimi regolamenti e opportunità di correggere potenziali errori di progettazione.

Moduli fotovoltaici

Degrado naturale, sottoperformance o semplici difetti che non sono riparabili o che non è possibile eliminare mediante sostituzione diretta a causa della indisponibilità sul mercato di prodotti simili possono costringere il gestore dell’impianto fotovoltaico a prendere in considerazione un revamping/repowering dei moduli fotovoltaici. E ciò può essere realizzato per una parte o per tutti i moduli fotovoltaici dell'impianto.

Quando il revamping/repowering si concentra su una sostituzione parziale dei moduli fotovoltaici, viene sempre consigliato di sostituire più moduli fotovoltaici di quanto tecnicamente necessario, sia per ragioni tecniche che logistiche: mantenere alcuni moduli ‘vecchi’ intatti come pezzi di ricambio per il futuro.

Quando si sostituiscono i moduli fotovoltaici con prodotti diversi, durante la pianificazione e l'esecuzione dell’intervento devono essere considerati i seguenti aspetti:

Installazione meccanica

• Se i nuovi moduli fotovoltaici hanno dimensioni diverse, è necessario considerare la compatibilità con il sistema di montaggio. Spesso queste criticità possono essere risolte applicando nuovi morsetti ai moduli fotovoltaici, ma in casi estremi (ad esempio passando da un film sottile a moduli cristallini) è necessario installare una nuova struttura di montaggio.
• In caso di peso maggiore e superficie maggiore dei nuovi moduli fotovoltaici, è necessario verificare l’impatto strutturale sul sistema di montaggio e/o sull'edificio.

Installazione elettrica

• A seconda della potenza nominale e delle caratteristiche elettriche del nuovo tipo di modulo fotovoltaico, può essere inevitabile una riprogettazione della stringa - tensione, corrente e massima potenza CC devono essere in linea con i requisiti dell'inverter.
• Bisogna evitare una combinazione di caratteristiche elettriche diverse sull’inverter o almeno sul tracker MPP.
• Molto probabilmente, il nuovo tipo di modulo fotovoltaico avrà connettori diversi, pertanto il connettore del cavo della stringa deve essere di conseguenza sostituito.
• Il dimensionamento dei cavi e fusibili deve essere verificato per essere compatibile con il nuovo layout CC.

Ulteriori considerazioni

• Il revamping/repowering dei moduli fotovoltaici potrebbe essere regolamentato da normative, che possono variare da paese a paese.
• Il repowering dei moduli fotovoltaici deve essere visto sempre come un'interferenza rilevante nel sistema elettrico a cui l’impianto fotovoltaico è collegato.
• Il nuovo layout delle stringhe potrebbe richiedere una ottimizzazione per quanto riguarda l'ombreggiatura o il rapporto CC/CA.
• Se non tutti i moduli fotovoltaici vengono cambiati, in genere è preferibile installare i ‘vecchi’ moduli in modo che tutti i moduli in una stringa o collegati a un tracker MPP abbiano una potenza simile al fine di ridurre le perdite di mismatching.
• A seconda dei requisiti normativi e dello stato dei vecchi moduli fotovoltaici, quest’ultimi possono essere venduti sul mercato secondario o essere smaltiti o riciclati.

Inverter

Come tutti i dispositivi elettronici, gli inverter hanno una durata limitata: con l'aumentare dell'età e dell'usura, aumenta la probabilità di guasti e interruzioni.

Se la garanzia del dispositivo è scaduta, è necessario identificare una soluzione tecnicamente ed economicamente adeguata: alcuni produttori o fornitori di servizi offrono servizi di riparazione e pezzi di ricambio; con nuovi componenti disponibili sul mercato potrebbe essere possibile aumentare l'efficienza di un vecchio inverter ad un costo bassissimo, ad es. con la sostituzione di una vecchia scheda di controllo con un nuovo dispositivo con migliori prestazioni.

Se non sono disponibili inverter sostitutivi identici, servizi di riparazione o parti di ricambio, la sostituzione con inverter diversi è inevitabile. Esistono diverse strategie per il revamping/repowering degli inverter che dovrebbero essere valutate caso per caso:

• se non tutti gli inverter sono interessati, può essere un'opzione una sostituzione parziale della flotta di inverter. Ciò potenzialmente riduce i costi complessivi, ma può anche aumentare la complessità relativa alla progettazione elettrica. Viceversa, può essere pratico sostituire più inverter di quanto tecnicamente necessario per immagazzinare alcuni vecchi inverter come potenziali dispositivi di sostituzione per futuri difetti del vecchio tipo di inverter;
• la sostituzione di inverter con altri della stessa classe di potenza è più semplice per l'integrazione CC e CA. Tuttavia, la sostituzione di più dispositivi con uno con una potenza maggiore può aumentare l'efficienza del sistema e ridurre i costi dei componenti e quelli futuri di manutenzione.

Quando viene pianificato una sostituzione dei vecchi inverter con inverter diversi, è necessario considerare diversi fattori:

Installazione meccanica

• Se i nuovi inverter hanno dimensioni e/o peso diversi, è necessario preparare una soluzione adatta per l'installazione o il montaggio. Lo stesso vale per il corretto cablaggio in caso di modifica delle connessioni CC o CA.
• Il nuovo dispositivo potrebbe avere requisiti diversi per il montaggio per quanto riguarda fissaggi, distanza da altri dispositivi o dal tetto, ventilazione, ecc. Tutti i requisiti devono essere controllati e implementati.
• I nuovi inverter devono essere integrati nel sistema di messa a terra secondo gli standard e le specifiche del produttore.

Installazione elettrica

• L'integrazione nel lato CC dei nuovi inverter deve rispettare i requisiti di ingresso CC di questi. In pratica, la lunghezza della stringa e il numero di stringhe collegate devono essere compatibili con i parametri tecnici di tensione e corrente nonché con le condizioni operative dei nuovi inverter.
• Se sono installati inverter di dimensioni diverse, è necessario riprogettare il lato CA. Ciò include i diametri dei cavi, i dispositivi di protezione (fusibili) e i connettori.

Sistema di comunicazione

• Prima di scegliere un inverter adeguato, è necessario verificare la compatibilità con i cavi di comunicazione.
• Il datalogger installato deve supportare il protocollo dati del nuovo inverter. In caso contrario, sarà richiesto un aggiornamento o un cambio del data logger.
• Se sono installati diversi tipi di inverter, può essere un'opzione integrarli in una rete di comunicazione. E’ necessario verificare la compatibilità del datalogger e della piattaforma di monitoraggio per lavorare con diversi tipi di inverter.

Ulteriori considerazioni

• Un revamping/repowering degli inverter potrebbe essere disciplinato da normative, che quasi sicuramente varieranno da paese a paese.
• Il repowering degli inverter deve essere sempre visto come un'interferenza rilevante nell'impianto elettrico a cui l’impianto fotovoltaico è connesso.
• I nuovi inverter potrebbero essere ottimizzati per quanto riguarda l'ombreggiatura o il rapporto CC/CA. Quando il nuovo inverter ha funzionalità avanzate rispetto al vecchio inverter, ad es. più tracker MPP, questo potrebbe essere un ulteriore vantaggio per il progetto di revamping/repowering.
• A seconda dello stato, i vecchi inverter possono essere conservati come potenziali pezzi di ricambio, venduti al mercato secondario. Se entrambe le opzioni non sono pratiche, i dispositivi devono essere smaltiti o riciclati.
• È necessario includere nel programma di manutenzione preventiva nuovi o diversi ambiti e intervalli di manutenzione.
• Tutte le persone coinvolte a vario titolo nella gestione dell’impianto fotovoltaico devono essere informate delle modifiche e di conseguenza formate in merito alla manutenzione preventiva e predittiva.

Prima di terminare, è importante sottolineare che, sebbene un progetto di revamping/repowering sia principalmente un’operazione tecnica, per il gestore dell'impianto fotovoltaico è un caso di reinvestimento commerciale. Quindi, è di grande importanza analizzare il caso dal punto di vista commerciale prima che progettuale e rivederlo durante le varie fasi del progetto. A tal fine, si può valutare un classico ritorno sull'investimento (return on investment) o un calcolo di pareggio (break-even) e utilizzarlo come base decisionale.