Gli scienziati della Hanbat National University in Corea del Sud hanno studiato in che modo le prestazioni delle tende fotovoltaiche integrate negli edifici (BIPV) sono influenzate dall'ombra prodotta dalle stecche stesse e hanno scoperto che un angolo di inclinazione di 90 gradi può ridurre notevolmente questo effetto.
"Ciò che distingue questa ricerca è la sua enfasi sugli effetti di ombreggiatura nel contesto delle tende fotovoltaiche, un fattore spesso trascurato", l'autore corrispondente della ricerca, Jongho Joon. "Nonostante l'elogio generale per la capacità delle tende fotovoltaiche di generare potenzialmente più energia rispetto ai moduli fotovoltaici fissi grazie ai loro angoli regolabili, lo studio richiama l'attenzione sulla sostanziale riduzione delle prestazioni operative che può verificarsi a causa degli effetti di ombreggiamento tra, sopra e sotto le lamelle delle tende ."
I ricercatori hanno confrontato le prestazioni di una tenda FV con un angolo fisso operante in condizioni verticali e inclinate in condizioni verticali e inclinate con le prestazioni di un modulo BIPV di riferimento ad angolo fisso. Hanno utilizzato sia una struttura sperimentale sul campo che un modello di simulazione per rappresentare scenari del mondo reale.
"Per misurare l'irradiazione fornita al modulo installato, sono stati installati tre piranometri su 30 gradi, 90 gradi e 0 gradi rispettivamente per i piani inclinati, verticali e orizzontali", hanno specificato gli scienziati.
I ricercatori hanno scoperto che, ad eccezione dell'impostazione dell'angolo di 90-gradi, le tende fotovoltaiche generavano costantemente una resa energetica inferiore rispetto al modulo di riferimento ad angoli alternati. Normalmente, l'angolo ottimale per i sistemi fotovoltaici in Corea è di 30 gradi.
"Curiosamente, le tende fotovoltaiche hanno prodotto la potenza di picco a questo angolo di 30 gradi, ma è stata anche notata una significativa discrepanza nella resa energetica rispetto al modulo di riferimento", ha spiegato Joon. "Ciò indica che un'elevata resa energetica produce effetti di auto-ombreggiatura più pronunciati nelle tende fotovoltaiche".
Gli scienziati hanno confrontato il rendimento energetico delle tende fotovoltaiche ai loro angoli ottimali mensili con il modulo di riferimento fisso impostato a 30 gradi o 90 gradi. Le tende fotovoltaiche hanno superato le prestazioni del modulo di riferimento fissato con un angolo di 90-gradi, ma la loro resa energetica è stata dal 13 al 21 percento inferiore rispetto a un angolo di 30-gradi.
"Questi risultati suggeriscono che la regolazione dell'angolazione delle tende fotovoltaiche potrebbe migliorare l'efficienza della generazione di energia, sebbene esistessero limitazioni a causa degli effetti di auto-ombreggiamento istigati dal modulo a lamelle superiore", hanno sottolineato gli scienziati.
Il gruppo di ricerca ha anche esaminato scenari in cui gli utenti potrebbero impostare in modo errato l'angolazione delle tende fotovoltaiche. Hanno confrontato il rendimento energetico delle tende fotovoltaiche impostate ogni mese alle loro angolazioni meno ottimali con il modulo delle lamelle di riferimento fissato a 30 gradi o 90 gradi. Ha riscontrato differenze pronunciate nelle prestazioni di generazione di energia. Il modulo di riferimento a 30 gradi ha prodotto il 83-86 percento in più di potenza rispetto alle tende fotovoltaiche disallineate, mentre ha generato il 14-28 percento in meno di resa energetica rispetto al modulo di riferimento fissato a 90 gradi.
"Ciò ha sottolineato l'importanza di impostare con precisione l'angolazione delle tende fotovoltaiche per massimizzare la generazione di energia", hanno affermato gli accademici.
Hanno presentato il nuovo concetto nello studio "Valutazione delle prestazioni di potenza del sistema di tende fotovoltaiche considerando gli effetti di auto-ombreggiamento", pubblicato inEnergia solare.
"È importante notare che i risultati non hanno considerato gli effetti delle connessioni in serie-parallelo tra moduli a lamelle e diodi di bypass", ha detto Yoon riferendosi alle direzioni future della ricerca. "Pertanto, l'incorporazione di questi fattori in condizioni reali può potenzialmente ridurre l'efficienza della generazione di energia delle tende fotovoltaiche".
