Fotovoltaico in ombra: i nuovi moduli SAHiV

Fotovoltaico
Redazione
1 Dicembre 2023
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Lavorare all’ombra, ovviamente, è sempre stato un ostacolo significativo nella ottimizzazione della produzione di energia fotovoltaica. La complessità della soluzione al problema diventa più evidente nelle installazioni urbane, poiché l’ombreggiamento dinamico causato da edifici circostanti, antenne, foglie, uccelli o altri elementi di passaggio può determinare una notevole perdita di energia prodotta nei sistemi fotovoltaici ben progettati.

Senza l’impiego di ottimizzatori solari, la produzione di un modulo fotovoltaico in ombra può diminuire del 20-25% per ogni stringa (ovvero più pannelli connessi in serie). Una possibile soluzione a questo problema è rappresentata dall’utilizzo di moduli con celle a scandole, tagliate in strisce sovrapponibili simili alle tegole di un tetto, per facilitare i collegamenti elettrici. Questo design offre una maggiore tolleranza all’ombreggiamento parziale orizzontale rispetto ai pannelli solari convenzionali. Tuttavia, è importante notare che, di fronte a ombre verticali, le perdite di potenza possono risultare ancora più significative.

Un innovativo approccio per superare queste sfide è rappresentato dai nuovi moduli fotovoltaici ad alta tensione di piccola area, noti come Small Area High Voltage (SAHiV), sviluppati in Corea del Sud dagli ingegneri del Korea Electrotechnology Research Institute. Questi moduli, caratterizzati da dimensioni di 240 mm x 180 mm e un’area attiva di 432 cm2, sono composti da celle SAHiV a bassa corrente e alta tensione. Nel dettaglio, il primo pannello presenta celle solari divise in 12 unità di forma rettangolare (15 mm × 20 mm) connesse tra loro, mentre il secondo ha 12 unità di forma triangolare (30 mm × 20 mm) connesse.

I ricercatori coreani hanno valutato le prestazioni di questi moduli in presenza di ombreggiatura parziale, rivelando una maggiore tolleranza alle geometrie di oscuramento nei moduli SAHiV, in particolare quelli di forma triangolare. Gli studiosi spiegano che “abbiamo anche scoperto che l’ombreggiamento superficiale (0–50%) e l’ombreggiamento intenso (50–100%) determinano comportamenti diversi dei moduli”. In particolare, i moduli fotovoltaici ad alta potenza si sono dimostrati più efficaci nel primo caso, mentre le celle a scandole hanno mostrato prestazioni superiori nel secondo, sebbene siano più sensibili al modello di ombreggiatura.

La pubblicazione intitolata “Small area high voltage photovoltaic module for high tolerance to partial shading” e apparsa su iScience conclude che “i risultati di questo studio indicano che il modulo fotovoltaico SAHiV è particolarmente adatto per applicazioni urbane con ombre imprevedibili e terreno limitato. In queste condizioni, il pannello SAHiV aumenterà le sue prestazioni da 1,5 a 3 volte rispetto ai moduli convenzionali, massimizzando la produzione di energia elettrica”.

Small area high voltage photovoltaic module for high tolerance to partial shading: iScience (cell.com)