Le ultime tecnologie nel settore fotovoltaico: Bifacial Cells

I moduli bifacciali, a differenza di quelli tradizionali, catturano luce da entrambi i lati, sia sul fronte che sul retro, grazie a celle con contatti e bus bar su entrambe le superfici.

L’idea alla base di questo tipo di moduli nasce negli anni ‘60/‘70 e la ricerca è stata svolta anche, in un primo momento, per applicazioni spaziali.

Energia anche dal lato posteriore del pannello

Attualmente i moduli bifacciali sono basati sia su celle monocristalline che policristalline anche se, per via dell’efficienza, si privilegiano le celle mono, soprattutto di tipo N, nonostante siano più costose.

Qualsiasi sia la tipologia della cella (tipo-N o tipo-P) il lato posteriore deve agire da collettore degli elettroni senza oscurare la captazione della luce riflessa.

Vista questa differenza sostanziale, il metodo di costruzione delle celle bifacciali è completamente diverso da quelle monofacciali e richiede attrezzature più complesse e costose.

Il lato posteriore nella maggior parte dei casi è un secondo vetro solare, mentre sono meno usate pellicole trasparenti.

Il doppio vetro ha il vantaggio di ridurre le problematiche dovute all’effetto PID, di irrigidire strutturalmente il pannello, con meno stress meccanici sia in fase di trasporto che di montaggio, ma anche quelli causati da neve e vento.

Come installare i moduli bifacciali per avere massime prestazioni

Per avere le massime prestazioni dai moduli bifacciali la loro posa deve essere fatta in modo che la parte posteriore possa ricevere la massima quantità di luce riflessa. Sono quindi da preferire installazioni a terra, su tetti piani, a schiere o, se in ambito residenziale, su pergole, tettoie o similari.

La superficie più adatta

I moduli devono ricevere il massimo albedo possibile così da aumentare l’effetto positivo del lato posteriore attivo; sono da preferire quindi superfici riflettenti di colore chiaro come guaine bianche o similari. Vista la loro peculiarità di catturare luce riflessa sul lato posteriore non sono da utilizzare su tetti a falda, poiché non si sfrutterebbe la “bifaccialità”.

Per albedo si intende la quantità di luce riflessa rispetto quella incidente; essendo un rapporto, è adimensionale e viene espresso solitamente in percentuale.

La distanza ottimale

Anche l’altezza rispetto alla superficie riflettente e l’angolo di installazione influiscono sulla maggiorazione di potenza che i moduli bifacciali possono esprimere.

L’installazione vicino al terreno o al tetto avrà un effetto negativo dovuto all’auto ombreggiamento. Alcuni studi indicano che altezze tra i 20 e i 50 centimetri sono da preferire, andando oltre l’effetto comincia ad affievolirsi, installazioni oltre al metro di altezza non portano effetti positivi rispetto ad installazioni più basse.

Visto quanto precedentemente indicato, la struttura di fissaggio gioca un ruolo fondamentale nelle installazioni di moduli bifacciali: sono da evitare i classici binari paralleli poiché vanno ad ombreggiare puntualmente il lato posteriore del modulo, sono quindi da preferire strutture appositamente studiate per questo tipo di moduli dove i binari sono posizionati sui bordi del modulo.

I produttori di moduli bifacciali utilizzano piccole scatole di giunzione, spesso separate per i due poli, posizionate agli angoli, proprio per minimizzare l’auto ombreggiamento.

Il comportamento in campo

Il comportamento in campo, se installati nel modo appropriato, fa si che questa tipologia di moduli produca dal 5 al 30% in più dei moduli monofacciali.

La differenza aumenta ancora di più quando si passa da condizioni di cielo terso a giornate nuvolose dove l’energia incidente è relativamente bassa, il che aumenta la percentuale di guadagno bifacciale dovuta alla luce riflessa. In condizioni di forte irraggiamento, il contributo bifacciale è più alto in termini assoluti (potenza sul retro) ma inferiore in termini relativi (percentuale di guadagno bifacciale).

Dati di targa

Ad oggi, i dati di targa dei moduli bifacciali sono rilevati nelle Standard Test Condition (STC) che tengono conto solamente delle performance anteriori; per questo i produttori di moduli bifacciali mettono a disposizione, nella documentazione a corredo, tabelle e grafici che consentono di valutare l’apporto della superficie posteriore in funzione di albedo, inclinazione ed altezza dal suolo.

Mediamente l’impatto maggiore si avrà nell’aumento della corrente, più trascurabile l’effetto sulla tensione. Ad ogni modo, a livello internazionale, comitati tecnici stanno discutendo su come testare e classificare i moduli bifacciali.

Le ultime tecnologie nel settore fotovoltaico: Bifacial Cells was last modified: Agosto 7th, 2020 by Team VP Solar