Un gruppo di ricercatori dell’Organizzazione olandese per la ricerca scientifica applicata (TNO) ha condotto una serie di test e simulazioni per capire perché gli impianti fotovoltaici verticali tendono a fornire guadagni di rendimento inaspettati rispetto agli array orizzontali e ha scoperto che le installazioni verticali hanno temperature di esercizio molto più basse.
“Sebbene in occasione di conferenze e workshop siano state riportate prestazioni migliori del previsto per l’installazione verticale di impianti fotovoltaici bifacciali, non abbiamo visto pubblicazioni che dimostrino che ciò è accompagnato da una temperatura di esercizio molto più bassa di quella che ci si aspetterebbe per impianti fotovoltaici fissi a inclinazione fissa con lo stesso irraggiamento totale”, ha dichiarato a pv magazine l’autore corrispondente della ricerca, Bas B. Van Aken. “Queste temperature di esercizio più basse hanno un effetto positivo sulla tensione di esercizio. E quindi sulla produzione totale di energia, soprattutto in condizioni di elevato irraggiamento”.
Nello studio “Thermal model in digital twin of vertical PV system helps to explain unexpected yield gains“, pubblicato su EPJ Photovoltaics, Van Aken e colleghi hanno spiegato che la tensione è influenzata sia dalla quantità di luce che dalla temperatura delle celle solari. Con l’aumento dell’irraggiamento, la tensione aumenta in modo logaritmico, mentre con l’aumento della temperatura, la tensione diminuisce, in genere dello 0,3-0,4% per C.
“Per un sistema standard, abbiamo osservato che in condizioni di elevato irraggiamento, l’aumento dovuto alla luce è compensato dalla diminuzione dovuta alla maggiore temperatura operativa”, ha sottolineato Van Aken. “Tuttavia, per il sistema verticale, abbiamo osservato che la temperatura di esercizio non aumenta così tanto e l’aumento e la diminuzione della tensione sono più o meno in equilibrio”.
Per la modellazione, il gruppo ha utilizzato i gemelli digitali, che sono rappresentazioni virtuali che collegano e visualizzano le attività del mondo reale, per creare gemelli costituiti da un sistema fotovoltaico reale e da una copia in formato digitale. I gemelli digitali sono comunemente utilizzati per il funzionamento e la manutenzione (O&M) degli impianti solari. “La versione digitale simula la produzione dei pannelli fotovoltaici in base alle serie temporali di dati meteorologici e ambientali. I valori simulati vengono confrontati con i dati osservati”, hanno spiegato gli scienziati.
Le misurazioni sono state effettuate su un sistema fotovoltaico verticale situato vicino agli impianti TNO di Petten, nei Paesi Bassi. Il sistema est-ovest presenta nove file, ciascuna dotata di otto moduli bifacciali da 315 W, con una distanza tra le file di moduli di 2 m, 4 m o 6 m, rispettivamente. Dei 72 moduli installati nel sistema, 60 sono costituiti da celle solari M2 TOPCon di tipo n. Tutti i pannelli sono dotati di ottimizzatori di potenza forniti dalla società israeliana Solaredge.
Per la sua analisi, il gruppo ha utilizzato un metodo di estrazione sviluppato internamente e ha scoperto che i coefficienti di trasferimento del calore dei pannelli verticali sono quasi il doppio di quelli dei pannelli orizzontali. I coefficienti di trasferimento del calore definiscono il modo in cui l’energia termica passa da un materiale all’altro e sono comunemente utilizzati, ad esempio, per l’isolamento delle abitazioni.
Hanno anche accertato che il campo verticale opera con una differenza di temperatura rispetto all’ambiente “quasi dimezzata”, il che si traduce in un rendimento energetico annuo superiore del 2,5%.
“Questi risultati dimostrano l’importanza di verificare le reali condizioni di funzionamento delle applicazioni emergenti dei pannelli solari”, ha concluso Van Aken. “Prevediamo che questo effetto comporti un aumento del 2-3% della resa elettrica annuale nei Paesi Bassi; la temperatura operativa più bassa ha un effetto di rallentamento sui meccanismi di degradazione e l’effetto potrebbe essere più significativo in località con condizioni di irraggiamento più elevate”.
I presenti contenuti sono tutelati da diritti d’autore e non possono essere riutilizzati. Se desideri collaborare con noi e riutilizzare alcuni dei nostri contenuti, contatta: editors@nullpv-magazine.com.
Inviando questo modulo consenti a pv magazine di usare i tuoi dati allo scopo di pubblicare il tuo commento.
I tuoi dati personali saranno comunicati o altrimenti trasmessi a terzi al fine di filtrare gli spam o se ciò è necessario per la manutenzione tecnica del sito. Qualsiasi altro trasferimento a terzi non avrà luogo a meno che non sia giustificato sulla base delle norme di protezione dei dati vigenti o se pv magazine ha l’obbligo legale di effettuarlo.
Hai la possibilità di revocare questo consenso in qualsiasi momento con effetto futuro, nel qual caso i tuoi dati personali saranno cancellati immediatamente. Altrimenti, i tuoi dati saranno cancellati quando pv magazine ha elaborato la tua richiesta o se lo scopo della conservazione dei dati è stato raggiunto.
Ulteriori informazioni sulla privacy dei dati personali sono disponibili nella nostra Politica di protezione dei dati personali.