Sviluppo di uno strumento software per l'analisi massiva di dati di moduli fotovoltaici in silicio cristallino e moduli in perovskite sottoposti a sperimentazione di lunga durata = Development of a software tool for massive data analysis of crystalline silicon photovoltaic modules and perovskite modules undergoing long-term experimentation

Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato lo sviluppo di un software per l’elaborazione massiva di dati provenienti da moduli fotovoltaici sottoposti a campagne sperimentali di lunga durata. Tale software permetterà di elaborare i dati acquisiti sia da moduli con tecnologia convenzionale, in silicio cristallino, sia con tecnologia innovativa, ad esempio basata su materiale organico quale la perovskite. Quest’ultima tecnologia risulta particolarmente promettente in quanto potrà permettere, in futuro, di essere combinata con la tecnologia convenzionale al fine di aumentare l’efficienza di conversione dei dispositivi fotovoltaici. Il presente lavoro di tesi è stato svolto in collaborazione con il settore R&D dell’azienda Edison, la quale ha fornito i moduli sottoposti a test outdoor presso le officine Edison all’Energy Center di Torino. Lo strumento software sviluppato in questa tesi, in ambiente Matlab, possiede diverse funzioni. In primo luogo, il software sviluppato permette la rimozione di dati sperimentali problematici a causa di misure effettuate in condizioni ambientali instabili in termini di irradianza solare e temperatura dell’aria. In questo caso, il filtraggio dei dati si basa sulla valutazione della deviazione standard per i valori di irradianza e temperatura di modulo acquisiti ad ogni misura. In secondo luogo, il software permette di determinare i parametri elettrici di maggiore interesse per i moduli in esame, in particolar modo per la condizione operativa di massima potenza. In seguito a tale step, il software gestisce in maniera differente i dati per moduli con tecnologia in silicio cristallino o con tecnologia perovskitica. Per quanto riguarda l’analisi di moduli in silicio cristallino, il software permette di correggere in maniera analitica i parametri elettrici dei moduli riportandoli nelle condizioni di riferimento indicate dalla normativa, nominate “Standard Test Conditions” (STC), che corrispondono ad un’irradianza solare di 1000 W/m2 e ad una temperatura di modulo di 25 °C. Tale operazione permette di poter confrontare i valori ottenuti con i dati presenti nei datasheet del costruttore dei moduli, forniti in condizioni STC. Infine, la resa energetica dei moduli in esame è valutata per il periodo della campagna sperimentale. Per quanto riguarda la gestione dei dati da moduli in perovskite, il software permette di stimare il degrado dei principali parametri elettrici, nonché di fornire graficamente indicazioni sulla dipendenza di essi da irradianza e temperatura. Il software è stato testato su quattro moduli fotovoltaici in silicio cristallino e su due moduli in perovskite, sottoposti a campagne sperimentali della durata minima di due mesi presso le officine Edison all’Energy Center di Torino.