Come l’albedo interagisce con i diversi modelli di impianti fotovoltaici su tetto

Un gruppo di ricerca guidato dall’Università della Calabria ha studiato l’impatto dell’albedo sulla produzione di energia fotovoltaica sui tetti, scoprendo che la riflessione della radiazione in uscita dalle superfici dei pannelli solari verso il retro dei moduli adiacenti gioca un ruolo importante nell’aumentare il rendimento.

“Lo studio attuale esplora le prestazioni dei pannelli solari monofacciali e bifacciali su varie tipologie di tetto con modelli di installazione e albedo variabili. A questo proposito, il confronto aiuterà a comprendere come l’albedo del tetto influenzi la produzione annuale di energia, il modo più adatto per installare i pannelli solari sul tetto e la distinzione tra pannelli solari monofacciali e bifacciali”, hanno detto gli scienziati. “La valutazione si basa in particolare su una serie di 160 simulazioni”.

Utilizzando due casi di studio italiani – uno nel Sud e l’altro nel Nord del Paese – il team ha concentrato il proprio lavoro sui diversi impatti dell’albedo nei vari modelli di installazione.

Tutte le simulazioni sono state condotte su un tetto di 10 m x 10 m, con una superficie totale di 100 m². Come sede delle simulazioni per il Nord Italia è stata scelta Milano, con una temperatura media annua di 13,5 C, un’irradiazione annua di 1.317 kWh/m2 e un’inclinazione di 39°, mentre come caso di studio per il Sud è stata scelta Cosenza, con una temperatura media annua di 17,7 C, un’irradiazione annua di 1.635 kWh/m2 e un’inclinazione di 33°.

Gli esperimenti comprendevano due dimensioni di sistemi fotovoltaici – 1 m x 1,5 m o 1 m x 2 m – che coprivano il 10%, 20%, 30%, 40% o 50% del tetto. Sono stati considerati due tipi di pannelli fotovoltaici: un pannello monocristallino bifacciale con efficienza del 20% o un pannello monocristallino monofacciale con efficienza del 20%. Gli albedo considerati erano 20%, 40%, 60% e 80%, che rappresentano diversi tipi di materiali del tetto.

“Su una superficie limitata di un tetto, aumentando il numero di moduli fotovoltaici, la produzione annuale di energia può aumentare fino a un certo valore, per poi diminuire a causa della maggiore frequenza di ombra dei pannelli solari sulla superficie di altri pannelli solari”, hanno sottolineato gli scienziati. “In questo studio, nel Sud e nel Nord Italia, ciò è avvenuto dopo aver aumentato il numero di moduli dal 40 al 50% della copertura del tetto”.

Secondo il gruppo, la maggiore produzione bifacciale a questo tasso sembra essere innescata dalla riflessione della radiazione dalle superfici dei pannelli solari verso il retro dei moduli adiacenti, piuttosto che dall’albedo del tetto. Inoltre, la scelta tra pannelli solari monofacciali e bifacciali è risultata dipendere dalla percentuale di copertura dei pannelli solari sul tetto.

“Si può concludere che con basse percentuali di copertura dei pannelli fotovoltaici sulla superficie del tetto, l’installazione di pannelli bifacciali non sembra essere vantaggiosa dal punto di vista della produzione di energia”, ha aggiunto il gruppo. “Tuttavia, con una percentuale di copertura più alta, intorno al 50%, e a causa degli impatti simultanei dell’albedo del tetto e della riflessione dei pannelli solari, è più vantaggioso utilizzare pannelli solari bifacciali, come nel caso dell’Italia, dove la produzione di energia è stata aumentata fino al 18%”.

Il lavoro di ricerca è stato presentato in “Revealing the impact of albedo on solar panel power generation potential in various installation patterns: Case study of Italy“, pubblicato su Energy Reports. Allo studio hanno partecipato anche scienziati dell’Università greca Aristotele di Salonicco.

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