Moduli Bifacciali

L'albedo indica la percentuale di radiazione in entrata che viene riflessa: maggiore è la riflettività, maggiore è la radiazione riflessa e, di conseguenza, l'efficienza del modulo. L'albedo è tipicamente espresso come un valore compreso tra 0 e 1 o come una percentuale compresa tra 0 e 100. È importante distinguere tra l'albedo di Bond per i moduli sparsi. È importante distinguere tra l'albedo di Bond per le superfici sferiche e l'albedo geometrico per le superfici piane; entrambi sono rilevanti per i moduli fotovoltaici.

È meglio un valore di albedo alto o basso?

L'albedo misura la percentuale di luce riflessa. Un valore di albedo elevato, pari a 1,0 o al 100%, significa che la luce viene riflessa completamente: una situazione ideale per i gestori degli impianti fotovoltaici che, tuttavia, non è realisticamente raggiungibile.

Un altro fattore importante è la bifaccialità, che indica la misura in cui il lato posteriore della cella solare può generare energia rispetto al lato anteriore. I moduli bifacciali hanno in genere una bifaccialità compresa tra il 70% e il 95%. Una bifaccialità del 95% significa che, a parità di condizioni, il lato posteriore può produrre il 95% della potenza del lato anteriore.

La distanza del modulo dal suolo e il suo angolo di inclinazione influiscono notevolmente sul rendimento aggiuntivo generato dal lato posteriore. In genere, il lato posteriore contribuisce maggiormente nelle prime ore del mattino e nel tardo pomeriggio, quando il sole è più basso e la luce incidente sul lato posteriore è maggiore. L'installazione di moduli bifacciali in verticale ha l'ulteriore vantaggio di generare rendimenti solari più elevati grazie all'irradiazione su entrambi i lati, dove l'albedo gioca un ruolo minore. In definitiva, l'efficacia dipende dalle condizioni di installazione e dalla quantità di radiazione che può essere catturata dal lato posteriore del modulo.

L'ombreggiamento è più significativo per i moduli bifacciali che per i moduli fotovoltaici tradizionali. I rendimenti più elevati dovuti alla bifaccialità possono anche significare maggiori perdite dovute all'ombreggiamento. Tuttavia, i moduli bifacciali possono compensare meglio l'ombreggiamento continuando a produrre elettricità dalla luce diffusa e riflessa quando il lato anteriore è in ombra.

La limitazione della perdita di ombreggiamento può essere ottenuta attraverso:

• Inverter con funzioni di gestione dell'ombreggiamento
• Ottimizzatori di modulo
• Moduli con diodi di bypass
• Sistemi di inseguimento a singolo asse

In condizioni ottimali e a una distanza adeguata dal suolo, è possibile ottenere un rendimento aggiuntivo fino al 30% rispetto ai moduli fotovoltaici monofacciali convenzionali.

Per i progetti su larga scala che prevedono moduli bifacciali, è fondamentale assicurarsi che l'investimento aggiuntivo sia ammortizzato. Mentre è possibile calcolare la distanza dal suolo e l'inclinazione dei moduli e i produttori forniscono valutazioni di bifaccialità, i valori esatti di albedo non sono facilmente determinabili. Una sfida: “un valore di albedo leggermente errato può facilmente causare un impatto dello 0,5% in una valutazione del rendimento che potrebbe influenzare la valutazione del progetto di importi significativi”, afferma Stefan Mau in un articolo per la rivista fv. È un ingegnere elettrico specializzato in progetti commerciali presso la società di consulenza Everoze.
Per calcolare l'albedo si possono utilizzare tre metodi: i dati di una stazione meteorologica locale, che costano tra i 40.000 e i 60.000 euro all'anno, o i dati satellitari, che spesso sono imprecisi: “La risoluzione dei dati satellitari è, nel migliore dei casi, di circa un chilometro quadrato”, osserva Mau, insufficiente per i calcoli del progetto.
Tuttavia, i dati satellitari possono essere calibrati utilizzando misurazioni in loco, che danno risultati più precisi nel giro di pochi giorni. Everoze ha confrontato tali misurazioni con i dati delle stazioni meteorologiche, scoprendo che periodi di misurazione più lunghi migliorano l'accuratezza. In definitiva, Mau raccomanda di raccogliere dati per un anno intero.
Un altro approccio consiste nel creare l'albedo desiderato utilizzando i cosiddetti miglioratori di albedo, come i tessuti che ricoprono il terreno. Questo metodo può aumentare l'albedo fino al 75%, come riportato dall'International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme (IEA PVPS) nel suo rapporto sull'ottimizzazione dei sistemi fotovoltaici bifacciali. 

I moduli bifacciali sono vantaggiosi solo se il lato posteriore è sufficientemente esposto alla luce solare diretta o riflessa. Per i progetti privati, l'obiettivo può essere quello di massimizzare il rendimento da uno spazio limitato. Per i progetti su larga scala, il costo aggiuntivo dei moduli deve essere soppesato rispetto ai guadagni di rendimento previsti.

I moduli bifacciali possono essere vantaggiosi nei seguenti casi:

• installazioni sopraelevate su tetti piani, con albedo favorevole e/o per sfruttare la luce solare a bassa angolazione
• Moduli montati verticalmente, ad esempio, in installazioni in campo aperto o in barriere antirumore
• Centrali elettriche su balconi o parapetti di terrazze con un'adeguata riflessione della luce solare
• Tetti a terrazza ricoperti di vetro

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