Cosa sono i pannelli solari bifacciali e quanta energia in più producono: fino a +30% in base all’altezza

I pannelli solari bifacciali sono dei moduli progettati per assorbire energia solare da entrambi i lati della cella fotovoltaica: a differenza dei pannelli classici – chiamati monofacciali – che catturano la luce solo dal lato rivolto verso il sole, quelli bifacciali raccolgono energia anche dal lato posteriore, che di solito guarda verso il terreno o il tetto.

Questa soluzione ideata negli anni ’60 in Giappone permette di sfruttare non solo la luce diretta ma anche quella riflessa dal suolo, aumentando l’energia elettrica prodotta a parità di superficie a disposizione per i pannelli solari. In condizioni favorevoli, gli studi scientifici parlano di un aumento massimo di efficienza del 30% rispetto ad un pannello tradizionale. È una strada promettente per ridurre i costi dell'energia solare, anche se ad oggi non è pienamente sviluppata.

Storia e tecnologia dei pannelli solari bifacciali

I pannelli bifacciali non sono un'invenzione recente. La prima proposta teorica risale al 1960, con un brevetto giapponese depositato da Hiroshi Mori. Le prime dimostrazioni pratiche arrivarono solo negli anni ’70: il programma spaziale sovietico le installò a bordo delle stazioni orbitanti Salyut 3 e Salyut 5.

Quanto agli aspetti tecnologici, nei pannelli tradizionali il retro è rivestito da un materiale opaco che protegge le celle ma impedisce alla luce di attraversarlo. Nei pannelli bifacciali, invece, il lato posteriore è realizzato in vetro trasparente o con un polimero traslucido, così da consentire alle celle di sfruttare anche la luce riflessa dalla superficie sottostante. In pratica, le celle fotovoltaiche sono racchiuse tra due strati trasparenti anziché tra uno strato trasparente e uno opaco. Le celle bifacciali possono essere realizzate con diversi materiali. Le più diffuse sono quelle al silicio cristallino, che garantiscono efficienze elevate e costi ormai contenuti. Esistono anche celle a film sottile, più leggere ed economiche, celle organiche, ancora in fase sperimentale, e celle basate su nanotecnologie avanzate.

Come funzionano e quanta energia possono produrre in più

Poiché sfruttano la luce su entrambi i lati, le celle fotovoltaiche producono maggiore energia. Anche il lato nascosto del pannello, quindi, contribuisce alla generazione di energia elettrica. La sua potenza dipende da diversi fattori, fra i più importanti l'altezza di montaggio del pannello e l'albedo, cioè quanta luce riflette la superficie sotto al pannello. Se il pannello è vicino al suolo, c’è minor probabilità per i raggi luminosi indiretti di raggiungere il retro, con guadagni energetici inferiori. Quanto all'albedo, ad esempio un prato riflette attorno al 25% della luce, mentre una parete bianca almeno il 70%.

L’aumento tipico di produzione elettrica annua parte da pochi punti percentuali ma può salire fino al 30% con terreni molto riflettenti e pannelli sollevati. Uno studio pubblicato su Applied Energy ha confermato che con un albedo basso (25%) il guadagno resta sotto il 10%, ma con albedo del 50% e con pannelli sollevati di un metro può arrivare fino al 30% di energia in più. Lo stesso studio ha modellizzato le prestazioni in funzione dell’orientamento dei pannelli bifacciali. Con un albedo del 50%, i pannelli bifacciali verticali direzionati a est-ovest e montati a terra producono fino al 15% in più rispetto a quelli orientati nord-sud e inclinati in modo ottimale, ma solo per latitudini inferiori a 30 gradi.

I pannelli bifacciali sono quindi un'alternativa promettente a quelli monofacciali, poiché sfruttano l'irraggiamento solare sia sul fronte sia sul retro e producono più energia per unità di superficie occupata. Essendo una tecnologia emergente, però, non è ancora pienamente matura e diffusa.

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