Un team di ricercatori italiani, dell’Università di Genova, e francesi, dell’Università della Savoia Monte Bianco, ha sviluppato uno strumento per ottimizzare gli angoli di inclinazione degli impianti fotovoltaici bifacciali in tutta Europa.
I risultati sono stati presentati nell’articolo intitolato “Angoli di inclinazione ottimali per impianti fotovoltaici bifacciali in Europa basati sui dati cumulativi del cielo e sui dati meteorologici tipici dell’anno“, pubblicato su Solar Energy .
Lo strumento è disponibile gratuitamente tramite una piattaforma web, affermando che potrebbe essere particolarmente utile per le autorità locali, gli sviluppatori e i responsabili politici per valutare la fattibilità dell’installazione di sistemi solari bifacciali nelle loro aree.
“Il nostro approccio tiene conto sia dell’auto-ombreggiatura dovuta alla presenza di più file, sia di potenziali ostacoli distanti causati dal terreno circostante”, ha spiegato a pv magazine l’autrice corrispondente, la professoressa Apolline Ferry .
“Una seconda novità risiede nell’analisi dell’impatto della topografia. Gli impianti fotovoltaici bifacciali possono trarre particolare vantaggio dagli ambienti montani, grazie all’aumento della radiazione riflessa dal suolo in terreni complessi e all’elevata albedo durante i periodi nevosi. Per massimizzare la produzione di energia è quindi fondamentale comprendere come il territorio montagnoso influenzi gli impianti fotovoltaici”.
Il modello innovativo prevede impianti fotovoltaici bifacciali rivolti a sud. Divide l’Europa in 2.382 punti e, per ognuno, utilizza un file meteorologico tipico (Anno meteorologico tipico) con risoluzione oraria. Questi file includono, tra gli altri, l’irradianza normale diretta (DNI) e l’irradianza orizzontale diffusa (DHI). I dati confluiscono nel Perez All-Weather Model (AWM), che calcola la distribuzione dell’irradianza nel cielo.
“Per ogni posizione viene calcolata la radiazione solare cumulativa e viene eseguita una ricerca iterativa del miglior angolo di inclinazione per massimizzare la resa energetica annuale (sia sulla superficie anteriore che su quella posteriore, considerando l’energia diretta, diffusa e riflessa) dei moduli rivolti a sud, con l’albedo del terreno e la spaziatura delle file di pannelli fotovoltaici come parametri”, ha spiegato il team.
La loro analisi ha dimostrato che la latitudine è il fattore principale che influenza gli angoli di inclinazione ottimali, con valori medi di 36° per la Finlandia, 29° per la Francia, 27° per l’Italia e 26° per la Grecia, quando il rapporto di copertura del suolo (GCR) è 0,5 e l’albedo è 0,2. I risultati mostrano anche che il GCR è un parametro importante: in Europa, gli angoli di inclinazione ottimali variano tra 25° e 65° con un GCR di 0,05, ma solo tra 15° e 42° per un GCR di 0,5.
Per comprendere meglio il territorio montuoso, il team ha utilizzato una risoluzione di 5 km per 5 km e ha analizzato le Alpi francesi. “Come dimostra un’analisi più dettagliata delle Alpi francesi, la correlazione tra l’angolo di inclinazione e lo Sky View Index (SVI) è significativa. In particolare, valori di SVI più elevati comportano una riduzione dell’angolo di inclinazione ottimale, che facilita una migliore raccolta della radiazione solare da cieli sereni”, hanno scoperto gli scienziati.
“Sebbene ci aspettassimo che il sollievo avesse un impatto sugli angoli di inclinazione ottimali, siamo rimasti sorpresi dall’entità delle differenze tra aree montuose e pianure alla stessa latitudine, nonché dalla grande variabilità degli ambienti montuosi”, ha concluso Apolline Ferry.
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