Indice
- Introduzione
- Cosa si intende per tasso di bifaccialità dei moduli fotovoltaici bifacciali?
- Confronto tra moduli bifacciali e moduli monofacciali
- Tipi di moduli fotovoltaici bifacciali presenti sul mercato
- Quali sono i fattori che influenzano il rendimento energetico dei moduli bifacciali?
- Scenari di applicazione dei moduli fotovoltaici bifacciali
- Scenari in cui l'uso di moduli bifacciali non è consigliato
- Conclusione
Introduzione
Nel contesto dello sviluppo accelerato delle energie rinnovabili, la tecnologia fotovoltaica si evolve costantemente per soddisfare la crescente domanda di energia. I moduli fotovoltaici bifacciali rappresentano una soluzione innovativa che sfrutta la capacità di generare elettricità da entrambi i lati del pannello, diventando così una scelta sempre più popolare. Rispetto ai moduli monofacciali tradizionali, i moduli bifacciali possono catturare maggiormente la luce ambientale, migliorando l'efficienza energetica complessiva e contribuendo alla transizione energetica globale. Questo articolo offre una panoramica dettagliata dei moduli bifacciali, dei loro diversi tipi disponibili sul mercato, dei fattori che influenzano il rendimento energetico, dell'analisi costi-benefici e dei loro vari ambiti di applicazione, fornendo ai lettori una comprensione completa di questa tecnologia avanzata. Con la nostra analisi, miriamo a sensibilizzare l'interesse per soluzioni energetiche sostenibili e a promuovere la crescita delle energie verdi.
Cosa si intende per tasso di bifaccialità dei moduli fotovoltaici bifacciali?
I moduli fotovoltaici bifacciali sono dispositivi che producono elettricità da entrambi i lati. Utilizzano celle solari bifacciali e sono spesso dotati di un retro trasparente, come vetro o materiali speciali, che consente di catturare la luce riflessa e diffusa per generare ulteriore energia oltre a quella raccolta dalla parte frontale.
Il tasso di bifaccialità rappresenta quindi un indicatore fondamentale delle prestazioni dei moduli bifacciali. Questo parametro misura la capacità di produzione energetica del lato posteriore rispetto a quella del lato anteriore in condizioni standard di test (STC). Ad esempio, se la potenza generata dal retro è di 350 watt e quella del lato frontale è di 500 watt, il tasso di bifaccialità si calcola come 350/500 = 70%. Ciò indica che il retro produce il 70% dell'energia rispetto al lato frontale.
Confronto tra moduli bifacciali e monofacciali
Confrontando le caratteristiche e le prestazioni dei moduli bifacciali con quelli monofacciali, emergono differenze significative in vari aspetti. Qui di seguito sono elencate le principali caratteristiche dei due tipi di moduli fotovoltaici, considerando conversione energetica, ambiente di installazione, produzione energetica, costi, durabilità, estetica e occupazione del suolo. Questo confronto può aiutare a comprendere i vantaggi e i limiti dei moduli bifacciali rispetto ai moduli monofacciali.
I moduli fotovoltaici bifacciali offrono vantaggi significativi in termini di produzione energetica, adattabilità ambientale e utilizzo del suolo, particolarmente in ambienti con elevata riflettività. Tuttavia, l'investimento iniziale e la complessità strutturale sono aspetti da valutare. La scelta del modulo più adatto dipende dall'ambiente di installazione, dal budget e dalle esigenze di produzione energetica, permettendo all'utente di prendere una decisione informata e su misura.
- PERC
- Efficienza: Frontale 19,4-21,2%; Posteriore 16,7-18,1%
- Tasso di Bifaccialità: 70-80%
- Principale applicazione commerciale; basato su wafer di silicio monocristallino di tipo p, attualmente in fase di dismissione.
- IBC
- Efficienza: Frontale 22,0-23,2%; Posteriore 16,1-18,2%
- Tasso di Bifaccialità: 70-80%
- Basato principalmente su wafer di silicio monocristallino di tipo n, senza griglia metallica frontale.
- Ampiamente usato a livello commerciale, con una quota di mercato di circa il 15%.
- HJT
- Efficienza: Frontale 22,1-23,7%; Posteriore 21,4-23,3%
- Tasso di Bifaccialità: 95-100%
- Applicazione commerciale diffusa, quota di mercato di circa il 10%, basato principalmente su wafer di silicio monocristallino di tipo n.
- TOPCon
- Efficienza: Frontale 22,0-23,3%; Posteriore 18,4-20,3%
- Tasso di Bifaccialità: 70-90%
- Basato su wafer di silicio monocristallino di tipo n, con eccellente efficienza di conversione e coefficiente di temperatura basso.
- Sempre più diffuso a livello commerciale, con una quota di mercato del 70% circa.
Fattori che Influenzano il Guadagno Energetico dei Moduli Bifacciali
- Altezza dal Suolo del Modulo
Generalmente, maggiore è l’altezza dal suolo del modulo, più evidente è l’effetto di guadagno sul retro. Tuttavia, oltre 1,3 metri, l'incremento dell'irradiazione sul retro rallenta. Si consiglia un’altezza compresa tra 0,7 e 1,2 metri, bilanciando il carico della struttura, i costi e la manutenzione. - Riflettività del Suolo
I moduli fotovoltaici bifacciali possono sfruttare la luce riflessa da superfici come il terreno per generare energia. Maggiore è la riflettanza del suolo, più intensa è la luce ricevuta sul retro delle celle, migliorando così l’efficienza della produzione. Rispetto ai sistemi con moduli convenzionali, i moduli bifacciali mostrano il massimo guadagno di produzione in contesti nevosi, con una riflettanza approssimativa ordinata come segue: neve > sabbia/cemento > terreno > prato > superficie acquatica. La riflettanza approssimativa può essere consultata nella seguente immagine:
Dal punto di vista rigoroso, esistono differenze significative nel guadagno sul retro dei moduli bifacciali a seconda dei diversi tipi di tecnologia (come PERC, HJT, IBC, TOPCon, ecc.). La seguente tabella elenca in dettaglio l’effetto del guadagno sul retro dei moduli bifacciali e i relativi valori di riflettanza in vari contesti di suolo:
Analizzando i dati della tabella, si può notare che la tecnologia HJT si comporta meglio in ambienti ad alta riflettanza (come la neve), mentre la tecnologia PERC mostra prestazioni relativamente uniformi in tutti gli ambienti, sebbene il guadagno sul retro sia leggermente insufficiente in ambienti ad alta riflettanza. Le tecnologie IBC e TOPCon mostrano prestazioni relativamente stabili in vari scenari di riflettanza, specialmente in quelli a riflettanza media (come sabbia/cemento e terreno). Pertanto, nella scelta del luogo di installazione, considerare attentamente le caratteristiche di riflettanza del suolo può ottimizzare efficacemente l’efficienza di produzione dei moduli bifacciali. Scegliere un ambiente riflettente adeguato, insieme al tipo di tecnologia appropriato, contribuirà a realizzare un maggiore rendimento energetico.
- Inclinazione dei Moduli
I moduli devono essere inclinati in modo da massimizzare l’esposizione alla radiazione solare. In Italia, dove la latitudine varia tra 35°N e 47°N, si raccomanda un’inclinazione che tolga circa 10 gradi alla latitudine locale. A Milano, il miglior angolo è 35°, a Roma 32° e a Palermo 27°. - Distanza tra File di Moduli
Una distanza adeguata riduce l’ombreggiamento reciproco, massimizzando l’irraggiamento su entrambe le facce. Distanze maggiori aumentano il guadagno sul retro, ma devono essere bilanciate con i costi di installazione. - Struttura di Montaggio
La progettazione della struttura di montaggio è fondamentale. Le barre devono trovarsi ai margini dei moduli per evitare ombreggiamento sul retro. Minimizzare gli ostacoli, come inverter o altri componenti, aiuta a mantenere un flusso di luce ottimale, migliorando il guadagno energetico complessivo del sistema.
1. Centrali Fotovoltaiche a Terra
- Ampia Applicazione: Le centrali a terra, con grandi superfici, possono sfruttare appieno la generazione bifacciale, aumentando l’efficienza dell’uso del suolo.
- Flessibilità di Layout: La configurazione è personalizzabile in base a condizioni come topografia, illuminazione e velocità del vento.
- Integrazione con Sistemi di Accumulo: L'accoppiamento con sistemi di accumulo elettrico garantisce un'erogazione stabile e migliora la stabilità della rete.
2. Agrivoltaico
- Integrazione con l’Agricoltura: I moduli bifacciali permettono l'uso combinato del suolo, integrando la produzione agricola e fotovoltaica.
- Ottimizzazione dell’Ambiente di Coltivazione: Le ombre generate riducono la temperatura del suolo, creando un ambiente più favorevole per le coltivazioni.
- Reddito Aggiuntivo: Gli agricoltori possono guadagnare affittando tetti o terreni.
3. Tetti Commerciali e Industriali
- Vantaggio dell’Inclinazione: Per tetti inclinati oltre i 20 gradi, il lato posteriore cattura più luce diffusa, aumentando i rendimenti.
- Utilizzo Ottimale dello Spazio: Oltre a generare energia, i moduli offrono anche isolamento termico e ombreggiamento.
- Autoconsumo: Le aziende possono ridurre i costi energetici con moduli bifacciali per il consumo autonomo.
4. Pensiline e Parcheggi
- Funzione di Ombratura e Protezione dalla Pioggia: I moduli bifacciali forniscono ombra e riparo per i veicoli, ottimizzando l’uso di energia pulita.
- Estetica e Funzionalità: Integrano armoniosamente gli edifici, aumentando l’attrattività delle strutture.
- Valore Aggiunto: I gestori dei parcheggi possono offrire servizi come la ricarica, incrementando le entrate.
5. Integrazione Architettonica (BIPV)
- Estetica e Funzione: I moduli bifacciali si integrano con facciate e tetti degli edifici, migliorandone l’estetica e la sostenibilità.
- Efficienza Energetica: Riduce il consumo energetico degli edifici e le emissioni di CO₂.
Scenari Sconsigliati per i Moduli Bifacciali
I moduli bifacciali a doppio vetro non sono consigliati per tetti residenziali o industriali senza inclinazione adeguata, poiché tali contesti limitano la performance e la sicurezza.
- Peso: I moduli a doppio vetro, con lastre 2.0x2.0 mm, sono più pesanti, aumentando il carico sui tetti.
- Assenza di Rendimento sul Retro: Aderendo al tetto, non possono sfruttare la riflessione, limitando l’energia prodotta sul retro.
- Rischio di Rottura: Rispetto ai moduli a singolo vetro (3.2 mm totalmente temperato), quelli a doppio vetro sono più fragili e possono incrinarsi durante il trasporto e l’installazione.
- Minor Resistenza alla Grandine: Il vetro anteriore da 2.0 mm semi-temperato è meno resistente rispetto al vetro totalmente temperato da 3.2 mm.
- Scarsa Dissipazione del Calore: I tetti inclinati residenziali montano i moduli aderenti al tetto, ostacolando la dissipazione termica e riducendo l’efficienza.
Conclusioni
I moduli fotovoltaici bifacciali rappresentano un importante sviluppo nella tecnologia solare, con un’enorme potenzialità di mercato grazie alla loro capacità di generare energia su entrambi i lati. Valutando il tasso di bifaccialità, comprendiamo meglio i vantaggi in diversi contesti ambientali.
Sul mercato sono presenti diversi tipi di moduli bifacciali, come PERC, IBC, HJT e TOPCon, ciascuno con caratteristiche che rispondono alle varie esigenze. Questi moduli stanno diventando sempre più la scelta preferita per centrali a terra, agrivoltaico e tetti commerciali, grazie all’efficiente conversione fotovoltaica e alla versatilità di applicazione.
Nonostante il maggiore investimento iniziale, i moduli bifacciali garantiscono risparmi energetici ed ecologici a lungo termine, rendendoli una scelta sostenibile. Con i progressi della tecnologia e la maturazione del mercato, i moduli bifacciali guideranno sicuramente le tendenze future del settore fotovoltaico, contribuendo agli obiettivi di sostenibilità energetica.
Dal 2008, Maysun Solar si dedica alla produzione di moduli fotovoltaici di alta qualità, in particolare moduli bifacciali. Offriamo una gamma di prodotti, tra cui moduli solari a doppio vetro IBC, HJT e TOPCon, progettati per essere leggeri e con eccellenti prestazioni bifacciali. Abbiamo uffici e magazzini in vari paesi dell’UE e collaboriamo con installatori esperti per fornire un servizio completo. Per preventivi o domande, contattateci: vi aiuteremo nella scelta ottimale per il vostro sistema fotovoltaico.
Riferimento:
Wikipedia contributors. (2024, September 6). Bifacial solar cells. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Bifacial_solar_cells
David, L. (2024, October 22). A guide to bifacial solar panels. https://www.marketwatch.com/guides/solar/bifacial-solar-panels/
Ti potrebbe interessare anche: