La maggior parte dei pannelli solari di oggi cattura la luce solare e la converte in elettricità solo dal lato rivolto verso il cielo. Se anche la parte inferiore scura di un pannello solare sarebbe in grado di convertire la luce riflessa da terra, potrebbe essere generata ancora più elettricità.
Le celle solari a doppia faccia stanno già consentendo ai pannelli di posizionarsi verticalmente su terra o sui tetti e persino in orizzontale come i baldacchini di una stazione di servizio, ma non si conosce esattamente quanta elettricità questi pannelli potrebbero alla fine generare o il denaro che si potrebbe risparmiare.
Una nuova formula termodinamica rivela che le cellule che compongono i pannelli bifacciali generano in media dal 15% al 20% in più di luce solare da trasformare in l’elettricità rispetto alle celle monofacciali dei pannelli solari unilaterali di oggi, prendendo in considerazione diversi terreni come erba, sabbia, cemento e terra.
La formula, sviluppata da due fisici della Purdue University, può essere utilizzata per calcolare in pochi minuti la maggior quantità di elettricità che le celle solari bifacciali potrebbero generare in una varietà di ambienti, come definito da un limite termodinamico.
“La formula prevede solo un triangolo semplice, ma la distillazione del problema fisico estremamente complicato in questa formulazione elegantemente semplice ha richiesto anni di modellistica e ricerca. Questo triangolo aiuterà le aziende a prendere decisioni migliori sugli investimenti nelle celle solari di prossima generazione e capire come progettarle per essere più efficienti “, ha dichiarato Muhammad “Ashraf “Alam, professore di ingegneria elettrica e informatica di Jai N. Gupta di Purdue.
L’approccio di Alam è chiamato “triangolo di Shockley-Queisser”, poiché si basa sulle previsioni fatte dai ricercatori William Shockley e Hans-Joachim Queisser sulla massima efficienza teorica di una cella solare monofacciale. Questo punto massimo, o limite termodinamico, può essere identificato su un grafico a linee inclinato verso il basso che forma una forma triangolare.
La formula mostra che il guadagno di efficienza delle celle solari bifacciali aumenta con la luce riflessa da una superficie. Significativamente, verrebbe convertita più energia dalla luce riflessa dal cemento, ad esempio, rispetto a una superficie con vegetazione.
La speranza è che questi calcoli aiutino i parchi solari a sfruttare appieno le cellule bifacciali prima del loro utilizzo.
“Ci sono voluti quasi 50 anni perché le cellule monofacciali si presentassero sul campo in modo economico”, ha detto Alam. “La tecnologia ha avuto un notevole successo, ma ora sappiamo che non possiamo più aumentare significativamente la loro efficienza o ridurre i costi. La nostra formula guiderà e accelererà lo sviluppo della tecnologia bifacciale su una scala temporale più veloce.”
Gli esperti stimano che entro il 2030 le celle solari bifacciali rappresenteranno quasi la metà della quota di mercato dei pannelli solari in tutto il mondo.
(Fonte: Purdue University)