Modulo Bifacciale il fotovoltaico con doppia efficienza

I pannelli fotovoltaici bifacciali offrono molti vantaggi rispetto ai pannelli solari tradizionali. L’energia può essere prodotta sfruttando l’insolazione che colpisce entrambe le “facce” del modulo, aumentando la generazione di energia totale. Sono spesso più durevoli perché entrambi i lati sono resistenti ai raggi UV e i problemi di degradazione indotta dal potenziale (PID) sono ridotti quando il modulo bifacciale è “frameless” senza cornice. Anche il ricavato di un impianto fotovoltaico industriale aumenta, dato che è possibile generare più energia dai moduli bifacciali, il tutto in un ingombro più piccolo.

 

Cos’è un modulo fotovoltaico bifacciale?

I moduli bifacciali producono energia solare da entrambi i lati del pannello. Mentre i tradizionali pannelli con retro opaco sono monofacciali, i moduli bifacciali espongono sia la parte anteriore che quella posteriore delle celle solari. Quando i moduli bifacciali vengono installati su una superficie altamente riflettente (come un tetto bianco in TPO o sul terreno con pietre di colore chiaro), possono aumentare la loro produzione di corrente elettrica fino al 30%, il tutto grazie all’energia extra generata dalla parte posteriore.

I moduli bifacciali sono disponibili in molti design. Alcuni hanno una cornice in alluminio, mentre altri sono senza cornice. Alcuni sono a doppio vetro, e altri usano backsheet trasparenti.  L’unica cosa costante è che l’energia è prodotta da entrambi i lati. Ci sono moduli senza cornice, a doppio vetro, che espongono il retro delle celle ma non sono bifacciali. I veri moduli bifacciali hanno contatti busbar sia sul lato anteriore che posteriore delle loro celle.

 

La maggior parte dei pannelli fotovoltaici bifacciali è realizzata con celle monocristalline. Le celle monocristalline sono più efficienti, nonostante siano più costose. Le celle solari nei pannelli solari bifacciali sono esattamente le stesse dei pannelli solari monofacciali. L’unica vera differenza è il modo in cui è realizzato il pannello. Mentre i tradizionali pannelli solari monofacciali hanno un foglio posteriore opaco, i pannelli solari bifacciali hanno un retro riflettente o doppi pannelli di vetro che tengono in posizione le celle solari. Esponendo le celle solari alla luce solare sia sul retro che sul davanti.

Di conseguenza, i pannelli solari bifacciali hanno un’efficienza maggiore, poiché sono in grado di catturare la luce solare su entrambi i lati. Poiché sono realizzati per essere completamente trasparenti, di solito sono senza cornice e senza griglie metalliche. Ciò li rende più resistenti nell’integrità strutturale e più gradevoli alla vista.

 

Come installare un pannello fotovoltaico bifacciale

L’altezza dal suolo è un fattore chiave da tenere in considerazione quando si progettano e si simulano impianti solari con tecnologia bifacciale. Aumentare l’altezza del modulo migliora l’uniformità dell’irradianza sul retro, aumentando quindi il guadagno di potenza bifacciale dovuto alla maggiore percezione della luce riflessa dal suolo sul lato posteriore. Tuttavia, aumentare l’altezza potrebbe anche portare a maggiori carichi del vento sui moduli.

Secondo alcuni studi l’altezza dovrebbe essere superiore a 1 m. L’ideale suggerito è 1,2-1,3 metri per avere i migliori risultati di resa.

Altri accorgimenti da tenere:

1. Scelta del Luogo e Orientamento

• Posizionamento: I moduli bifacciali possono essere installati sia su tetti che su terreni, ma l’ideale è un luogo che permetta alla luce solare di riflettersi anche sulla parte posteriore.
• Orientamento: A differenza dei moduli monofacciali che si orientano sempre verso sud (nell’emisfero nord) o nord (nell’emisfero sud), i moduli bifacciali possono beneficiare anche di esposizioni a nord. Questo grazie alla possibilità di sfruttare la luce riflessa. Per ottenere il massimo rendimento, si può considerare un’inclinazione leggermente inferiore a quella ottimale per i moduli monofacciali, poiché si vuole massimizzare la luce che colpisce la parte posteriore.

2. Inclinazione e Altezza del Modulo

• Inclinazione: L’inclinazione ideale dipende dalla latitudine e dal tipo di riflettore utilizzato, ma in generale è consigliato un angolo tra i 15° e i 30°. In aree con latitudini maggiori o in condizioni di riflessione favorevoli (ad esempio neve o superfici bianche), un angolo più basso può essere vantaggioso.
• Altezza da Terra: Installare i moduli a una certa altezza dal suolo (almeno 1 metro) migliora l’effetto di riflessione sul lato posteriore, poiché permette alla luce riflessa dal terreno o da una superficie riflettente di raggiungere facilmente la parte inferiore del modulo.

3. Superfici Riflettenti per Massimizzare la Produzione

• Materiali Riflettenti: Per sfruttare al massimo la capacità di captare la luce del modulo bifacciale, è possibile installarlo sopra o vicino a superfici che riflettono la luce, come vernice bianca, ghiaia chiara, alluminio o superfici specchiate.
• Effetto Albedo: L’utilizzo di superfici ad alto albedo (cioè con un elevato coefficiente di riflessione della luce) come la ghiaia bianca, la neve, o materiali artificiali specifici, può aumentare significativamente la produzione di energia dal lato posteriore del modulo.

4. Supporti e Montaggio

• Strutture di Supporto: Le strutture di montaggio per i moduli bifacciali dovrebbero essere progettate in modo da minimizzare l’ombreggiamento sulla parte posteriore dei moduli. Supporti sottili e materiali che riflettono poco (come acciaio zincato o alluminio anodizzato) sono preferibili.
• Montaggio su Telai Elevati: Utilizzare telai elevati o soluzioni di montaggio in sospensione permette alla luce riflessa di colpire la parte posteriore dei pannelli con meno ostacoli. Evitare ostacoli come tubature, cavi o parti strutturali ingombranti che potrebbero bloccare la luce.

5. Connessioni Elettriche e Ottimizzazione

• Cavi e Inverter: Utilizzare cavi resistenti agli agenti atmosferici e ottimizzatori di potenza o inverter specifici per moduli bifacciali, in grado di gestire l’energia generata da entrambe le facce.
• Ottimizzazione della Produzione: Alcuni sistemi includono sensori di irradiamento sul retro del modulo per monitorare e ottimizzare la produzione di energia dalla faccia posteriore.

6. Considerazioni sul Clima e Ambiente

• Ombre e Ostacoli: La presenza di ombre parziali (da alberi, edifici, ecc.) può influire maggiormente sui moduli bifacciali, riducendo la quantità di luce riflessa disponibile per la parte posteriore. Per questo, è importante evitare installazioni in aree dove l’ombreggiamento è significativo.
• Pulizia e Manutenzione: Assicurarsi che entrambi i lati del modulo siano puliti per garantire la massima efficienza. La polvere e lo sporco possono ridurre la quantità di luce che raggiunge il lato posteriore del modulo.

7. Sfruttamento dell’Esposizione a Nord o Nord Ovest

• Installazione in Luoghi Inusuali: Grazie alla capacità di catturare la luce riflessa, i moduli bifacciali possono essere installati anche in posizioni dove i moduli tradizionali non sarebbero efficienti, come esposizioni a nord (nell’emisfero nord) o orientamenti misti, utilizzando superfici altamente riflettenti per massimizzare la resa.

Pro e contro pannelli fotovoltaici Bifacciali

moduli fotovoltaici bifacciali offrono numerosi vantaggi rispetto ai moduli monofacciali tradizionali, ma presentano anche alcuni svantaggi che è importante considerare. Vediamo nel dettaglio:

Vantaggi dei Moduli Fotovoltaici Bifacciali

1. Maggiore Produzione di Energia:
   • I moduli bifacciali possono generare elettricità da entrambi i lati, aumentando la quantità di energia prodotta rispetto ai moduli monofacciali. In condizioni ottimali, la parte posteriore può contribuire a un incremento della produzione totale di energia fino al 30% o più.
2. Maggiore Efficienza in Spazi Ridotti:
   • Grazie alla capacità di sfruttare sia la luce diretta che quella riflessa, i moduli bifacciali possono essere più efficienti in termini di produzione energetica per unità di superficie installata. Questo è particolarmente utile in situazioni dove lo spazio è limitato.
3. Miglior Rendimento in Diverse Condizioni Ambientali:
   • I moduli bifacciali possono trarre vantaggio da condizioni di riflessione della luce, come la presenza di neve, superfici bianche o materiali altamente riflettenti. Questo significa che anche in giornate nuvolose o con illuminazione diffusa, possono continuare a generare energia.
4. Durata Maggiore:
   • I moduli bifacciali sono spesso realizzati con materiali più robusti e vetri temperati su entrambi i lati, che li rendono più resistenti agli agenti atmosferici e all’usura nel tempo rispetto ai moduli tradizionali con backsheet in plastica.
5. Riduzione degli Effetti di Degradazione:
   • La qualità superiore dei materiali utilizzati e la costruzione a doppia faccia possono ridurre fenomeni di degrado come il PID (Degrado Indotto dal Potenziale) o la corrosione del backsheet, prolungando la vita utile del modulo.
6. Flessibilità di Installazione:
   • I moduli bifacciali possono essere installati in configurazioni più varie (come orientamenti est-ovest o anche a nord con superfici riflettenti), offrendo maggiore flessibilità progettuale e adattabilità a diverse configurazioni di impianti.
7. Estetica e Impatto Visivo:
   • Spesso, i moduli bifacciali hanno un design più moderno e trasparente, che può risultare più gradevole a livello estetico, soprattutto per installazioni integrate negli edifici o in contesti residenziali.

Svantaggi dei Moduli Fotovoltaici Bifacciali

1. Costo Iniziale Più Alto:
   • I moduli bifacciali sono generalmente più costosi rispetto ai moduli monofacciali, a causa dei materiali di qualità superiore, del vetro su entrambi i lati e delle tecnologie di produzione avanzate necessarie.
2. Installazione più Complessa e Costosa:
   • Richiedono un’installazione più sofisticata per sfruttare al meglio la loro capacità bifacciale, inclusi supporti elevati, superfici riflettenti, e un orientamento specifico. Questo può aumentare i costi di installazione e progettazione.
3. Dipendenza da Condizioni di Riflessione:
   • La resa massima dei moduli bifacciali dipende fortemente dalle condizioni di riflessione della luce. In luoghi dove la superficie riflettente è limitata (come superfici scure, asfaltate o vegetazione fitta), il vantaggio della bifaccialità potrebbe essere minimo.
4. Sensibilità all’Ombreggiamento:
   • I moduli bifacciali sono più sensibili all’ombreggiamento rispetto ai moduli monofacciali. Ombre sulla parte posteriore possono ridurre significativamente l’efficacia della produzione di energia, rendendo importante un posizionamento privo di ostacoli su entrambi i lati.
5. Maggiore Peso e Fragilità:
   • La costruzione a doppio vetro rende i moduli bifacciali più pesanti rispetto ai moduli tradizionali. Questo può aumentare le difficoltà di trasporto e montaggio, e richiedere strutture di supporto più robuste.
6. Limitata Disponibilità di Inverter Specifici:
   • Non tutti gli inverter sul mercato sono ottimizzati per i moduli bifacciali, specialmente quelli di vecchia generazione. Utilizzare un inverter non compatibile può ridurre l’efficienza complessiva del sistema.
7. Maggiori Esigenze di Manutenzione:
   • Per garantire il massimo rendimento, entrambe le superfici dei moduli devono essere mantenute pulite. In aree con polvere, neve, o sporco accumulato, questo può comportare maggiori esigenze di manutenzione.

Prezzi pannelli solari bifacciali

A causa del processo di fabbricazione, i pannelli solari bifacciali possono costare fino al 10% in più rispetto ai pannelli solari monofacciali. Costi di installazione. Poiché i pannelli solari bifacciali sono più pesanti e richiedono attrezzature specializzate per sfruttare appieno i vantaggi, i costi di installazione sono più elevati.