Moduli bifacciali: sai perché conviene installarli?

Come può la luce colpire la parte posteriore di un modulo? La luce deve essere diffusa o riflessa da qualcosa di esterno.

Infatti, la luce che va a colpire le celle dei moduli può essere di 3 tipi: diretta, diffusa o riflessa.

• Luce diretta: è la luce solare che colpisce le celle direttamente ovvero sul loro lato anteriore; 

• Luce diffusa: è la luce che viene smorzata e diffusa da nuvole, nebbia, foschia o simili che può andare a colpire le celle sia dal lato anteriore che posteriore;

• Luce riflessa: è la luce che viene riflessa dal terreno, dal tetto e da altre superfici; può andare a colpire le celle sia dal lato anteriore che posteriore del modulo.

Secondo le schede tecniche di vari moduli appartenenti a diversi produttori, a parità di caratteristiche, i moduli bifacciali possono produrre una potenza maggiore fino al 30 % rispetto ai moduli monofacciali classici.

Purtroppo, l’incremento di potenza e di corrente non è facilmente stimabile e dipende molto dalle condizioni del contesto.

Ad esempio, un modulo bifacciale installato su una copertura in modo classico (senza ulteriori inclinazioni), uno rialzato di qualche centimetro e uno installato su alte strutture a pali su un prato (anche a parità di orientazione) potranno avere incrementi di potenza (e di correnti) molto diversi tra loro.

Due tra le più importanti variabili da considerare sono l’albedo delle superfici riflettenti (quanta luce viene riflessa, per esempio dai coppi, dall’erba o dall’acqua) e la temperatura, in quanto un modulo bifacciale viene installato il più delle volte su un campo o sull’acqua. Questo permette di avere una temperatura inferiore grazie anche ad una maggiore circolazione dell’aria.

Nelle schede tecniche di un modulo bifacciale sono spesso indicati 2 parametri relativi alla bifaccialità che non troviamo nelle schede tecniche dei moduli fotovoltaici monofacciali: il fattore di bifaccialità e il guadagno di potenza.

È una caratteristica intrinseca del modulo ed esprime la potenza che potrebbe generare la faccia posteriore nel caso in cui fosse esposta a luce solare diretta (praticamente, se il modulo venisse capovolto sotto-sopra e messo in condizioni di lavoro ottimali).

Il fattore di bifaccialità viene indicato in percentuale perché è rapportato alla faccia principale. Ad esempio, per un modulo da 400 W con bifaccialità dell’80 % avremo una potenza ipotetica della faccia posteriore di 320 W.

Non potendo posizionare il modulo in modo che entrambe le facce lavorino al 100 % delle loro possibilità, il fattore di bifaccialità è un valore irraggiungibile nella pratica. Di conseguenza il guadagno effettivo di potenza sarà molto più limitato.

Nelle schede tecniche viene espresso in un range percentuale che solitamente arriva al massimo al 30 %. Questo valore esprime l’incremento di potenza rispetto all’utilizzo della sola faccia anteriore del modulo.

Ad esempio, un modulo bifacciale da 400 W che riesce ad ottenere un incremento del 15 %, in determinate condizioni può arrivare a produrre 460 W.

Oltre al guadagno di potenza, spesso le schede tecniche riportano anche alcuni valori di correnti e tensioni. Considera che nella scelta di un inverter, le tensioni rimangono quasi invariate e l’incremento è legato soprattutto alle correnti.

Ora probabilmente ti starai domandando: “Se volessi sfruttare al meglio un modulo bifacciale, cosa mi converrebbe fare?” Per trarre il massimo vantaggio da questa tipologia di pannello fotovoltaico, conviene effettuare installazioni a terra su pali, su acqua, o comunque garantendo che la maggior parte possibile di luce colpisca anche la faccia posteriore dei moduli. Puoi anche sfruttare superfici con albedo elevato alle spalle del modulo come acqua o superfici chiare.

A causa delle numerose variabili, risulta complesso stimare l’effettivo incremento di potenza. Per riuscire a stimare questo guadagno abbiamo effettuato due simulazioni di impianti con moduli che sfruttano questa tecnologia utilizzando un apposito software.

Queste simulazioni non vogliono essere un caso studio, viste le molte variabili in gioco, ma le abbiamo eseguite per poter avere un‘idea di quello che potrebbe essere un ipotetico incremento.

La simulazione ha previsto 2 diversi impianti da 118 kW su struttura per tetti piani, orientata a Sud e inclinata di 10°: 

• uno con moduli monofacciali da 420 W;

• l’altro con moduli bifacciali della stessa potenza.

La produzione di energia considerando i moduli monofacciali è di circa 1.257 kWh/kWp/anno, mentre per quanto riguarda i moduli bifacciali è di 1.284 kWh/kWp/anno considerando un‘albedo di 0,20 (all’incirca l’albedo di un prato verde), con una differenza di produzione di 27 kWh/kWp/anno.

In questa simulazione e con queste condizioni, se si utilizzano i moduli bifacciali si ottiene quindi un incremento di produzione pari circa al 2,15 %.

Questo incremento è puramente teorico e cambierebbe facilmente anche solo al variare dei materiali o dei colori presenti nel contesto situato intorno ai moduli.

Uno dei più grandi impianti fotovoltaici al mondo che sfrutta anche la tecnologia dei moduli fotovoltaici bifacciali è il Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park da 900 MW a Dubai, negli Emirati Arabi Uniti.

L’utilizzo di moduli bifacciali invece dei classici monofacciali, soprattutto in condizioni di installazione su specchi d’acqua, su pali o in situazioni in cui la faccia posteriore sia libera di ricevere luce, può rilevarsi una marcia in più per l’impianto fotovoltaico. Quest’ultimo è infatti in grado di produrre una maggior quantità di energia sfruttando con maggior profitto anche la luce diffusa riflessa dall’ambiente circostante.

I moduli bifacciali si stanno affermando sempre più nel mercato fotovoltaico. Caratteristici per la capacità di ricevere luce da entrambi i lati della cella fotovoltaica, si contraddistinguono rispetto ai classici moduli monofacciali. Quando confronti i parametri di una scheda tecnica di un pannello bifacciale, presta attenzione al fattore di bifaccialità e al guadagno di potenza.

• I pannelli fotovoltaici bifacciali derivano dalla continua innovazione tecnologica, nonché dalla ricerca costante;

• I moduli fotovoltaici bifacciali sono dotati di un backsheet trasparente, solitamente in vetro: questo consente alla luce di raggiungere anche il lato posteriore delle celle;

• A parità di specifiche tecniche, i moduli bifacciali possono produrre una potenza superiore fino al 30 %;

• Nella valutazione di un prodotto devi tenere in considerazione sia il fattore di bifaccialità sia il guadagno di potenza.