Come risolvere i problemi di ombreggiamento dei pannelli solari
(Rinnovabili.it) – Il fotovoltaico in ombra, anche parziale, produce meno. Un concetto abbastanza intuitivo che non ha bisogno di molte spiegazioni. Più complessa diventa invece la soluzione al problema per installazioni urbane. Anche negli impianti fotovoltaici progettati a regola d’arte l’ombreggiamento dinamico causato da edifici vicini, antenne, foglie, uccelli o altri elementi di passaggio è un problema da mettere in conto.
Problema che da solo può provocare una sostanziale perdita di potenza. In mancanza di ottimizzatori solari, infatti, un modulo fotovoltaico in ombra può diminuire del 20-25% la produzione dell’intera stringa (più pannelli connessi in serie). Una soluzione potrebbe essere l’impiego di moduli con celle a scandole, ossia tagliate in strisce sovrapponibili come le tegole di un tetto, per formare i collegamenti elettrici. Questo design ha una tolleranza all’ombreggiamento parziale orizzontale migliore rispetto ai pannelli solari convenzionali. Tuttavia, in caso di ombre verticali, le perdite di potenza possono essere anche maggiori.
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Fotovoltaico in ombra, una soluzione alla perdita di potenza
Ad aggirare il problema ci pensano i nuovi moduli fotovoltaici ad alta tensione di piccola area (Small Area High Voltage – SAHiV) creati in Corea del Sud. Gli ingegneri del Korea Electrotechnology Research Institute hanno progettato e realizzato due nuovi pannelli da 240 mm x 180 mm e un’area attiva di 432 cm2, composti da celle SAHiV a bassa corrente e ad alta tensione. Nel primo le celle solari erano divise in 12 unità di forma rettangolare (15 mm × 20 mm) connesse fra loro; nel secondo in 12 unità di forma triangolare (30 mm × 20 mm) connesse fra loro.
Hanno quindi valutato le prestazioni del fotovoltaico in ombreggiatura parziale, scoprendo una maggiore tolleranza alle geometrie di oscuramento nei moduli SAHiV. In particolare quelli triangolari. “Abbiamo anche scoperto che l’ombreggiamento superficiale (0–50%) e l’ombreggiamento intenso (50–100%) determinano comportamenti diversi dei moduli“, scrivono i ricercatori. Nel primo caso rispondo meglio i moduli fotovoltaici ad alta potenza creati dal gruppo, nel secondo caso le prestazioni migliori vanno alle celle a scandole che tuttavia sono più sensibili al modello di ombreggiatura.
“I risultati di questo studio – si legge nella pubblicazione – 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”. La ricerca “Small area high voltage photovoltaic module for high tolerance to partial shading” è stata pubblicata su iScience (testo in inglese).