Come ridurre le perdite da riflessione del fotovoltaico verticale
I pannelli solari verticali rappresentano oggigiorno una delle strategie vincenti per aumentare la capacità fotovoltaica installata riducendo al minimo lo spazio occupato. Soprattutto quando gli impianti sono destinati ad ambiti dove l’uso del suolo è limitato, come le aree urbane o agricole. Non solo. La possibilità di integrarli direttamente nel costruito, che si tratti di facciate di palazzi, dighe idroelettriche o muri di sostegno, offre interessanti opportunità quando l’obiettivo finale è una maggiore densità di potenza.
Tuttavia il fotovoltaico verticale presenta delle caratteristiche non trascurabili, legate proprio alla sua geometria. A cominciare dalla variazione degli angoli di incidenza della luce diretta a seconda dell’orientamento della faccia anteriore del pannello, dell’altitudine solare e dell’angolo azimutale solare. Questi angoli possono essere relativamente ampi durante il giorno. Diventa pertanto essenziale dotare i moduli solari verticali di una tecnologia antiriflesso non solo efficace ma adatta alla sua peculiarità.
Un nuovo rivestimento antiriflesso per i pannelli solari verticali
Qui entra in gioco un nuova ricerca condotta da un team di fisici dell’Università Kyung Hee, in Corea del Sud in collaborazione con ingegneri della Hyundai Motor Group. Il gruppo ha messo a punto un rivestimento antiriflesso omnidirezionale pensato appositamente per i pannelli solari verticali.
Che al progetto partecipi la Hyundai non sorprende più di tanto. Il colosso coreano già tempo ha iniziato a sperimentare il fotovoltaico integrato nei propri veicoli con soluzioni differenti. E anche se al momento tutte le applicazioni, prototipali o meno, sono pensate orizzontali – riguardando la parte alta della carrozzeria – non si può escludere in un futuro prossimo nuovi sviluppi con geometrie differenti.
“In questo studio, affrontiamo le sfide affrontate dai moduli fotovoltaici verticali nel far fronte a grandi” angoli di incidenza “e nel garantire la loro sostenibilità economica. Basandoci sull’ottica geometrica, abbiamo progettato una matrice di microprismi personalizzata a forma di cuneo” asimmetrico, si legge nella pubblicazione su Cell Reports – Physical Science.
Un foglio di PET otticamente impresso
Il nuovo rivestimento creato dagli scienziati sudcoreani è un foglio in PET impresso con microprismi cuneiformi con un passo di 250 μm. In base ai test effettuati il foglio mostra una notevole capacità di mitigare le perdite dovute alle riflessione. Per la precisione il rivestimento ha mostrato una riflettanza superficiale inferiore a 0,01 a tutti gli angoli di incidenza e lunghezze d’onda della luce solare diretta. “L’effetto di intrappolamento della luce – scrivono gli scienziati – si verifica per tutti i percorsi dei raggi […] Queste caratteristiche antiriflesso sono rimaste invariate su tutte le lunghezze d’onda considerate (400–1.000 nm)”.
“I test interni ed esterni hanno confermato che la lastra con microprismi può contribuire alla raccolta di energia degli pannelli solari verticali in qualsiasi luogo di installazione durante tutto l’anno. Per convalidare ulteriormente l’impatto, sono necessari test all’aperto a lungo termine in varie località a latitudini distinte“. Allo stesso modo il team incoraggia anche nuovi studi sull’applicazione dei microprismi agli moduli fotovoltaici bifacciali.
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