Nei progetti fotovoltaici, il vantaggio dei moduli bifacciali rispetto ai monofacciali dipende principalmente dalle condizioni di installazione e può risultare limitato nei sistemi su tetto.
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1. Quali sono le principali differenze tra moduli bifacciali e monofacciali?
La differenza riguarda il metodo di produzione e la struttura del modulo, con impatti su progettazione e applicazioni.
1.1 Differenze nel metodo di generazione
I moduli monofacciali producono energia solo dal lato frontale;
i moduli bifacciali sfruttano anche la luce riflessa, generando energia su entrambi i lati.
1.2 Differenze nella struttura del modulo
I moduli monofacciali utilizzano generalmente un backsheet opaco, con struttura più leggera e meno vincoli installativi;
i moduli bifacciali adottano strutture vetro-vetro o backsheet trasparenti per consentire la produzione posteriore.
2. In quali casi i moduli bifacciali offrono più vantaggi?
Il vantaggio dei moduli bifacciali emerge solo in condizioni favorevoli alla luce riflessa.
2.1 Ambienti ad alta riflettanza
Il guadagno dipende dall’albedo: maggiore riflettanza → maggiore produzione posteriore.
In condizioni favorevoli, il guadagno può raggiungere il 10%–20%, ad esempio in:
aree innevate o ad alta latitudine;
zone sabbiose o con terreno chiaro;
superfici in calcestruzzo chiaro.
Nei tetti commerciali, spesso con superfici scure, il contributo posteriore resta limitato.
2.2 Sufficiente altezza di installazione
I moduli bifacciali richiedono distanza dal suolo o dal tetto per sfruttare la luce riflessa.
Con altezza adeguata, il guadagno è in genere del 5%–15%, tipico di:
impianti a terra;
sistemi agrivoltaici;
strutture aperte.
Nei sistemi su tetto, l’altezza ridotta limita spesso l’effetto bifacciale.
2.3 Layout con ridotta ombreggiatura posteriore
La resa dipende anche dalle ostruzioni sul lato posteriore.
In configurazioni aperte, il guadagno può raggiungere il 5%–10%, ad esempio con:
spazi liberi sul retro;
bassa densità di apparecchiature;
strutture con limitata ombreggiatura.
Nei tetti commerciali, la presenza di HVAC, tubazioni o supporti riduce spesso questo beneficio.
Nel complesso, i moduli bifacciali esprimono un vantaggio significativo solo con buona riflettanza, adeguata altezza e basse ostruzioni. In assenza di queste condizioni, il beneficio tende a ridursi.
4. In che modo le diverse tecnologie fotovoltaiche influenzano la scelta tra struttura monofacciale e bifacciale?
Nella pratica, la scelta tra moduli bifacciali e monofacciali non dipende solo dall’ambiente di installazione, ma anche dalla tecnologia adottata dal modulo. Le principali tecnologie ad alta efficienza oggi sul mercato, come TOPCon, HJT e IBC, presentano differenze nella struttura e negli scenari applicativi, e questo incide anche sulla loro idoneità a una configurazione bifacciale o monofacciale.
4.1 Moduli TOPCon: una struttura adatta alle applicazioni bifacciali
La tecnologia TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) rappresenta un’evoluzione della struttura PERC tradizionale. Il suo elemento chiave è l’aggiunta sul retro della cella di uno strato ultrasottile di ossido tunnel (SiOx) e di uno strato di polisilicio drogato (poly-Si), così da ridurre la ricombinazione dei portatori e migliorare l’efficienza della cella.
Poiché le celle TOPCon possono raccogliere portatori su entrambi i lati, questa tecnologia offre generalmente una buona capacità di generazione bifacciale. Oggi molti moduli TOPCon adottano una struttura vetro-vetro bifacciale e si adattano bene a impianti a terra, sistemi agrivoltaici o contesti con buone condizioni di riflessione.
Per questo, nei progetti che richiedono un equilibrio tra efficienza del sistema e ritorno economico, i moduli TOPCon bifacciali sono spesso considerati una soluzione con un rapporto costo-prestazioni molto competitivo.
4.2 Moduli HJT: struttura ad alta bifaccialità
La tecnologia HJT (Heterojunction) utilizza una struttura a strati composta da silicio cristallino e film sottili di silicio amorfo, depositati su entrambi i lati della wafer N-type per formare una giunzione eterogenea. Questa configurazione riduce efficacemente la ricombinazione dei portatori e mantiene al tempo stesso un’elevata capacità di generazione bifacciale.
Grazie alla forte simmetria della struttura della cella, i moduli HJT presentano in genere un fattore di bifaccialità elevato; in alcuni prodotti può superare il 90%. Per questo, in ambienti ad alta riflettanza o in grandi impianti a terra, i moduli HJT possono ottenere un guadagno bifacciale particolarmente interessante.
Tuttavia, a causa di costi produttivi ancora relativamente elevati, i moduli HJT trovano oggi applicazione soprattutto nei progetti che puntano a livelli di efficienza più alti.
4.3 Moduli IBC: una struttura orientata all’efficienza frontale
La tecnologia IBC (Interdigitated Back Contact) colloca tutti gli elettrodi sul retro della cella, lasciando la parte frontale completamente priva di busbar metallici. Questa struttura riduce l’ombreggiamento frontale, migliora l’assorbimento della luce e rende anche l’aspetto del modulo più uniforme.
Poiché gli elettrodi delle celle IBC sono interamente sul lato posteriore, questa tecnologia è progettata soprattutto per massimizzare l’efficienza frontale. Per questo, molti moduli IBC adottano una configurazione monofacciale e sono ampiamente utilizzati nei tetti residenziali o nei sistemi BIPV (Building Integrated Photovoltaics).
In questi scenari applicativi, il progetto tende a dare più importanza all’estetica del modulo, al metodo di installazione e all’adattabilità alla copertura, piuttosto che alla massimizzazione del guadagno energetico bifacciale.
Nel complesso, le differenze strutturali tra le varie tecnologie di cella fanno sì che ciascuna presenti vantaggi specifici nelle applicazioni monofacciali o bifacciali. Per questo, nella scelta dei moduli fotovoltaici, oltre all’ambiente di installazione è importante valutare anche la tecnologia adottata.
3. Perché i moduli monofacciali sono più comuni nei progetti su tetto?
Nei progetti fotovoltaici su tetto in Europa, i moduli monofacciali restano diffusi perché molti impianti danno priorità a costo, vincoli strutturali e semplicità di installazione.
3.1 Costi e guadagno reale
Nei sistemi su tetto, il guadagno dei moduli bifacciali è spesso limitato. In molti casi, come tetti inclinati o impianti installati vicino alla copertura, l’incremento reale si colloca tra il 2%–5%, o anche meno.
Quando il beneficio è contenuto, installatori e proprietari tendono a preferire moduli monofacciali, più competitivi in termini di costo e ritorno sull’investimento.
3.2 Struttura del tetto e carichi
Molti edifici europei, soprattutto più datati, presentano limiti di carico.
In questi casi, il peso dei moduli incide sulla scelta: alcuni moduli bifacciali vetro-vetro sono più pesanti, mentre i moduli monofacciali risultano generalmente più leggeri e più adatti a tetti con vincoli strutturali.
3.3 Installazione e praticità
Nel segmento residenziale e nei piccoli impianti, la facilità di installazione è spesso determinante.
In contesti con spazio limitato, come tetti inclinati, sistemi da balcone o applicazioni a parete, i moduli monofacciali sono più semplici da installare e non richiedono spazio posteriore aggiuntivo.
Per questo, nei progetti orientati a semplicità e controllo dei costi, restano una scelta comune.
4. In che modo le diverse tecnologie influenzano la scelta?
La scelta tra moduli monofacciali e bifacciali dipende anche dalla tecnologia.
4.1 Moduli TOPCon
La tecnologia TOPCon migliora l’efficienza grazie a uno strato passivante sul retro e consente una buona produzione su entrambi i lati.
Per questo è spesso utilizzata in configurazioni bifacciali, adatte a impianti a terra o contesti con buona riflessione, con un buon equilibrio tra costo ed efficienza.
4.2 Moduli HJT
La tecnologia HJT, basata su una struttura simmetrica, offre un’elevata bifaccialità (anche >90%).
È particolarmente efficace in ambienti ad alta riflettanza o grandi impianti, ma resta più diffusa in progetti orientati a massima efficienza, anche per via dei costi più elevati.
4.3 Moduli IBC
La tecnologia IBC concentra gli elettrodi sul retro, migliorando l’efficienza frontale e l’estetica.
Per questo è spesso adottata in configurazione monofacciale, soprattutto in applicazioni residenziali o BIPV, dove contano integrazione e design.
Nel complesso, ogni tecnologia presenta vantaggi diversi nelle configurazioni monofacciali o bifacciali, e la scelta dipende sia dall’ambiente che dalla tecnologia del modulo.
Conclusione
I moduli bifacciali non sono sempre superiori ai monofacciali. Il loro vantaggio dipende da riflettanza, altezza di installazione e layout del sistema.
Negli impianti a terra o in condizioni favorevoli possono offrire un guadagno aggiuntivo, mentre nei progetti su tetto il beneficio è spesso limitato, rendendo i moduli monofacciali una scelta comune.
Per questo, nella selezione dei moduli, è più importante valutare contesto, progettazione e tecnologia, piuttosto che confrontare in modo astratto le due strutture.
