Una nuova analisi, basata sul modello System Advisor del NREL, ha dimostrato che una maggiore separazione tra le file di moduli migliorerebbe le prestazioni di un sistema fotovoltaico consentendo al flusso d’aria di raffreddare i pannelli.
Aumentare la distanza minima tra le file di pannelli fotovoltaici può incrementare la produzione energetica e migliorare l’economia. Non è una regola universale quella definita dal nuovo studio di Matthew Prilliman e colleghi, ma un approccio valido in diversi casi applicativi. I ricercatori, provenienti dal National Renewable Energy Laboratory, dalla Portland State University e dall’University of Utah, lo hanno appurato attraverso l’analisi tecnico-economica di diverse configurazioni di impianto.
Il lavoro è partito da un dato di fatto: il calore generato durante la “trasformazione” dell’energia solare in elettricità può diminuire leggermente l’efficienza dei moduli. E sebbene la modellazione della temperatura fotovoltaica non sia un novità per il comparto, ad oggi vi sono stati pochi studi ad aver incluso in questa operazione il diverso contributo di raffreddamento convettivo determinato da disposizioni differenti dell’impianto. Eppure, spiega Prilliman, “il layout del sistema, ad esempio come sono distanziati i moduli, a quale angolo si trovano, quanto sono alti da terra, influisce sul flusso d’aria”.
Distanza minima pannelli fotovoltaici, per l’agrivoltaico un fattore di primaria importanza
La temperatura di un pannello solare incide in maniera rilevante sulla resa dello stesso. La potenza massima in uscita diminuisce, infatti, dallo 0,3% allo 0,5% per ogni grado di aumento della temperatura del modulo. L’analisi, basata sul modello System Advisor di NREL, ha dimostrato che incrementando la distanza minima tra i pannelli fotovoltaici si potrebbe migliorare le prestazioni del sistema consentendo ai flussi d’aria di raffreddare meglio i pannelli. Un risultato che si riflette positivamente anche sul costo dell’energia livellato del sistema (LCOE) anche se lo studio non specifica specificato quanto distanti dovrebbero essere i pannelli. Questo perché ogni sistema è diverso e dipende dalle condizioni locali. I ricercatori hanno però notato che i maggiori miglioramenti si sono verificati in climi con temperature ambiente medie annuali basse e velocità del vento medie annuali da moderate a elevate.
La ricerca potrebbe essere particolarmente rilevante per l’agrivoltaico in cui le colture sono piantate in prossimità o sotto l’impianto fotovoltaico. Il cambiamento dell’utilizzo del suolo per i diversi layout influenzerebbe il posizionamento delle piante, che a sua volta potrebbe anche influenzare il flusso del vento. “L’aumento della spaziatura potrebbe consentire l’utilizzo di una maggiore varietà di colture e più tipi di attrezzature agricole nei sistemi agrivoltaici“, ha affermato Jordan Macknick, che guida un diverso progetto di ricerca NREL incentrato sull’agrivoltaico. “Ciò potrebbe potenzialmente rendere questi sistemi solari distanziati più convenienti e compatibili con l’agricoltura su larga scala”. Lo studio è stato pubblicato su IEEE Journal of Photovoltaics (testo in inglese).
