La combinazione di celle solari bifacciali e a metà taglio può contribuire alla formazione di hotspot

Tagliare a metà le celle di silicio e renderle in grado di generare elettricità dalla luce solare che colpisce entrambi i lati sono due innovazioni che hanno portato alla possibilità di aumentare la resa energetica con pochi costi di produzione aggiuntivi. Di conseguenza, entrambe sono cresciute rapidamente negli ultimi anni e ora rappresentano il mainstream nella produzione di celle e moduli solari.

Una nuova ricerca, che è stata premiata con un poster alla conferenza PVSEC dell’UE tenutasi a Lisbona il mese scorso, ha dimostrato che la combinazione di celle bifacciali e a metà taglio può contribuire alla formazione di punti caldi e a problemi di prestazioni, in determinate condizioni. Gli attuali standard di test, avvertono gli autori dello studio, potrebbero non essere in grado di individuare i moduli vulnerabili a questo tipo di degrado.

I ricercatori, guidati dalla società di consulenza tecnica Enertis Applus con sede in Spagna, hanno coperto parti di un modulo fotovoltaico per osservarne il comportamento in condizioni di ombreggiamento parziale. “Abbiamo forzato l’ombreggiatura per analizzare in profondità il comportamento dei moduli monofacciali e bifacciali a mezza cella, concentrandoci sulla formazione di punti caldi e sulle temperature che questi punti raggiungono”, ha spiegato Sergio Suárez, responsabile tecnico globale di Enertis Applus. “È interessante notare che abbiamo identificato punti caldi speculari che emergono in posizione opposta rispetto ai punti caldi normali senza ragioni apparenti, come ombreggiature o rotture”.

Degradazione più rapida

Lo studio ha indicato che il design della tensione dei moduli a mezza cella può far sì che i punti caldi si diffondano oltre l’area in ombra/danneggiata. “I moduli a mezza cella presentano uno scenario intrigante”, ha continuato Suárez. “Quando emerge un punto caldo, il design parallelo della tensione del modulo spinge anche altre aree non interessate a sviluppare punti caldi. Questo comportamento potrebbe far pensare a un degrado potenzialmente più rapido nei moduli a mezza cella a causa della comparsa di questi hotspot moltiplicati”.

L’effetto si è dimostrato particolarmente forte nei moduli bifacciali, che hanno raggiunto temperature di hotspot fino a 10 C più alte rispetto ai moduli monofacciali dello studio. I moduli sono stati testati per un periodo di 30 giorni in condizioni di elevato irraggiamento, con cielo sia nuvoloso che sereno. Lo studio sarà presto pubblicato in versione integrale, nell’ambito degli atti dell’evento PVSEC 2023 dell’UE.

Secondo i ricercatori, questi risultati rivelano un percorso di perdita di prestazioni che non è ben coperto dagli standard di test dei moduli.

“Un singolo hotspot nella parte inferiore del modulo potrebbe provocare più hotspot superiori che, se non affrontati, potrebbero accelerare il degrado generale del modulo attraverso l’aumento della temperatura”, ha dichiarato Suárez. Ha inoltre osservato che questo potrebbe dare maggiore importanza alle attività di manutenzione, come la pulizia del modulo, nonché alla disposizione del sistema e al raffreddamento del vento. Tuttavia, sarebbe preferibile individuare il problema in anticipo e richiedere nuove fasi di test e garanzia di qualità nella fase di produzione.

“I nostri risultati evidenziano la necessità e l’opportunità di rivalutare ed eventualmente aggiornare gli standard per le tecnologie a semicella e bifacciali”, ha dichiarato Suárez. “È essenziale tenere conto della termografia, introdurre modelli termici specifici per le semicelle e adeguare la normalizzazione dei gradienti termici alle condizioni di prova standard (STC) per i moduli bifacciali”.