Un pannello fotovoltaico bifacciale è chiamato così perché riesce a sfruttare la luce e a produrre quindi energia elettrica da entrambi i lati della cella fotovoltaica, quella superiore e quella inferiore.
Si tratta di una tecnologia che esiste da qualche tempo, ma, a causa dei costi superiori rispetto ai moduli tradizionali, in passato è stata adottata solamente in applicazioni di nicchia, soprattutto per rispettare particolari esigenze architettoniche.
Con lo sviluppo tecnologico, l’aumento delle prestazioni e la standardizzazione della produzione, i costi sono diminuiti e oggi questi moduli hanno tutte le carte in regola per divenire lo standard dei prossimi anni anche in applicazioni comuni.
Dal punto di vista costruttivo, un pannello bifacciale non differisce sostanzialmente da uno monofacciale, a parte un “dettaglio” importante.
In questo caso, infatti, non è presente lo strato di materiale plastico che impedisce il passaggio della luce sulla superficie inferiore: la cella, di fatto, è inserita tra due vetri che fanno passare la luce da entrambi i lati.
Grazie a una differente tecnica costruttiva, i pannelli bifacciali aumentano la potenza disponibile fino al 25%. La maggiore produzione elettrica velocizza il ritorno dell’investimento.
Il vantaggio fondamentale del fotovoltaico bifacciale è che fornisce maggiore potenza a parità di dimensioni del modulo, con la conseguente maggiore producibilità di energia elettrica.
Nei pannelli fotovoltaici bifacciali, inoltre, sono già utilizzate celle di ultima generazione di tipo TOPCon (Tunnel Oxide Passivating Contact).
La tecnologia TOPCon è un'evoluzione della PERC che aumenta ulteriormente l’efficienza dei pannelli fotovoltaici e che nel prossimo futuro sarà applicata anche nei prodotti tradizionali.
Sintetizzando, ecco i vantaggi del fotovoltaico bifacciale:
Questa tecnologia si può installare ovunque, ma per massimizzarne le funzionalità è necessario che un impianto fotovoltaico sia posato su una superficie con una certa capacità riflettente (fattore di albedo).
Come noto, infatti, le celle non producono elettricità solamente con irraggiamento diretto del sole, ma in una certa misura anche con luce riflessa.
Il fotovoltaico bifacciale, quindi, è particolarmente adatto ad alcuni contesti:
Il corretto sfruttamento delle potenzialità dei pannelli fotovoltaici bifacciali, che va verificato in fase progettuale, dipende da quanta luce riesce a colpire la superficie inferiore. Per le installazioni su tetto, quindi, sono necessarie coperture chiare che riflettano il più possibile la luce.
Se i pannelli sono posati su lamiera scura, per esempio, il vantaggio è praticamente annullato. Nelle classiche installazioni residenziali su tegola, invece, si ottiene, seppur minimo, un incremento della produttività.
Oggi è importante prevedere nelle ristrutturazioni degli edifici commerciali e industriali coperture isolanti chiare, sia per sfruttare le caratteristiche dei moduli bifacciali sia per minimizzare il calore da irraggiamento solare e ridurre in questo modo il fabbisogno per il raffrescamento estivo dell’edificio.
Quanto costa il fotovoltaico bifacciale
Fino a qualche tempo fa, installare moduli fotovoltaici bifacciali costava il 50% in più rispetto ai moduli tradizionali.
Oggi, invece, la differenza si è ridotta fin quasi ad annullarsi e l’aumento dei volumi produttivi porterà in futuro ad un’ulteriore discesa dei costi.
Anche per quanto riguarda l’installazione, per un impianto con pannelli bifacciali non sono richiesti accorgimenti o componenti differenti e, a parte casi particolari, si seguono gli standard delle installazioni tradizionali.
L’incremento di potenza che si ottiene con i moduli bifacciali si traduce in maggiore produzione di energia elettrica e questo comporta, soprattutto nelle installazioni industriali, la necessità di dimensionare un impianto fotovoltaico con particolare attenzione in tutte le sue componenti, in particolare gli inverter, per evitare qualsiasi problemi nel funzionamento.
Un’ attenzione particolare deve quindi essere posta anche in caso di revamping o repowering. Per questa particolare applicazione, che consiste nell’ammodernamento di un impianto fotovoltaico esistente per aumentarne l’efficienza, i moduli bifacciali sono senz’altro una scelta conveniente.
Dal punto di vista normativo, va ricordato che il GSE ha chiarito che anche per gli impianti esistenti incentivati con il Conto Energia, è possibile utilizzare moduli bifacciali in caso di interventi di manutenzione e ammodernamento.
Viessmann ha aggiornato la propria gamma di moduli fotovoltaici monocristallini con i nuovi Vitovolt 300-DG M-WS indicati per applicazioni industriali, commerciali e per l’Agrivoltaico. Realizzati con tecnologia TOPCon N-type Half-Cut, hanno un’efficienza che raggiunge il 28,3%.
La potenza di picco sulla superficie frontale va da 565 a 580 Wp e questo significa che i moduli possono arrivare a superare i 700 Wp considerando anche il lato inferiore, mantenendo dimensioni analoghe ai prodotti di questa fascia di mercato (2,30 x 1,10 m). Nei prossimi mesi sarà lanciato anche un modulo bifacciale per il settore residenziale.
A differenza dei moduli tradizionali monofacciali, i pannelli bifacciali sostituiscono lo strato posteriore coprente (backsheet) con una superficie in vetro trasparente. Questo design consente alle celle fotovoltaiche di catturare non solo la luce solare diretta sul fronte, ma anche la radiazione riflessa dal terreno e dalle superfici circostanti, nota come effetto albedo, convertendola in energia elettrica aggiuntiva.
Il massimo guadagno energetico si ottiene su superfici ad alta riflessione, come coperture commerciali rifinite con guaine bianche o chiare, tetti piani con ghiaia chiara, installazioni a terra su terreni sabbiosi o innevati, e strutture verticali come le barriere fonoassorbenti. È fondamentale che i moduli siano installati a una certa altezza dal suolo e con un'inclinazione ottimale per permettere alla luce riflessa di raggiungere il retro del pannello.
Il guadagno di energia (bifacial gain) varia sensibilmente in base alle caratteristiche di riflessione del sito e alla configurazione geometrica dell'impianto. In condizioni standard su tetti industriali o commerciali piani dotati di superfici chiare, l'incremento della produzione annua si attesta mediamente tra il 10% e il 20%, potendo superare il 25% in scenari ottimizzati con albedo molto elevato.
L'investimento iniziale per i moduli bifacciali è leggermente superiore rispetto a quelli tradizionali, ma il costo viene ammortizzato dal maggiore rendimento. In fase di progettazione elettrica, è necessario dimensionare correttamente gli inverter e i quadri di campo, poiché l'apporto di corrente generato dal lato posteriore aumenta la corrente totale di stringa. Bisogna inoltre evitare che le strutture di supporto o le passerelle cavi creino ombreggiamenti sul retro dei pannelli.