Una nuova ricerca afferma che i pannelli solari verticali hanno prestazioni migliorate

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Alcuni ricercatori tedeschi sostengono che i pannelli solari verticali potrebbero essere migliori dei pannelli solari orizzontali. In genere, i pannelli solari sono montati orizzontalmente e orientati verso sud per ottenere la massima esposizione al sole mentre viaggia attraverso il cielo. Invece di essere distesi, sono angolati tra 20 e 35 gradi, a seconda della distanza dall'equatore. Esistono complesse formule matematiche che indicano agli sviluppatori di parchi solari l'angolo preciso a cui dovrebbero essere montati i pannelli a Pensacola, Peoria o Penticton. Esistono sistemi di inseguimento che possono spostare i pannelli durante il giorno per seguire il sole, ma sono costosi e necessitano di una manutenzione regolare.

Ma cosa succede se la saggezza convenzionale è sbagliata? I ricercatori dell’Università di Scienze Applicate di Lipsia sostengono che il montaggio di pannelli solari bifacciali con un lato rivolto a est e l’altro rivolto a ovest produrrebbe più elettricità rinnovabile e ridurrebbe uno degli effetti collaterali dei tradizionali impianti di energia solare: un’abbondanza di elettricità a mezzogiorno e non abbastanza al mattino o al pomeriggio. Il loro studio è stato pubblicato nell’edizione di agosto 2022 della rivista Smart Energy.

Un altro vantaggio che deriva dal montaggio verticale dei pannelli solari è che lascia spazio tra loro per far crescere i raccolti senza la necessità di sistemi di montaggio alti che consentano alle macchine agricole di operare al di sotto.

"I pannelli solari bifacciali possono utilizzare l'energia solare da entrambi i lati. Installati con orientamento est-ovest, la maggior parte dell'elettricità viene generata al mattino e alla sera. Ciò ridurrebbe la necessità di stoccaggio dell'elettricità e allo stesso tempo manterrebbe lo spazio necessario per la generazione di elettricità basso", afferma Sophia Reker dell'Università di Scienze Applicate di Lipsia e prima autrice dello studio. I ricercatori basano la loro ricerca su una simulazione del sistema energetico tedesco utilizzando il software EnergyPlan.

Con la Germania che si trova ad affrontare una grave riduzione delle forniture di metano a causa dell’attacco criminale di Vladimir Putin all’Ucraina, il governo tedesco ha varato questo mese nuove politiche per rendere il paese meno dipendente dalle importazioni di energia e ridurre le emissioni di carbonio. Le politiche richiedono che la quota di energia rinnovabile venga aumentata da poco meno del 50%, dove è oggi, ad almeno l’80% entro il 2030.

"I moduli solari bifacciali sono un po' più costosi dei sistemi solari convenzionali. Ma poiché aumentano il numero di ore di energia solare disponibile, altri fabbisogni di elettricità, come le centrali elettriche a gas, vengono ridotti. Installati verticalmente, i sistemi solari possono essere facilmente installati sui terreni agricoli. Ciò crea ulteriori opportunità di guadagno per gli agricoltori e aumenta il potenziale della superficie per le energie rinnovabili in Germania a tal punto che dovremmo importare solo una piccola quantità di energia aggiuntiva", afferma Jens Schneider, professore di sistemi energetici in rete e co- autore dello studio.

I pannelli solari installati su terreni agricoli possono supportare la crescita di alcune colture proteggendole dal vento e dal calore. Direttamente sotto i moduli è possibile realizzare strisce fiorite per una maggiore biodiversità. In futuro, con il nuovo pacchetto legislativo del governo federale, verrà promosso in particolare il cosiddetto agrifotovoltaico, suggeriscono i ricercatori.

Per il loro studio, i ricercatori Sophia Reker, Jens Schneider e Christoph Gerhards hanno modellato con il software EnergyPlan un sistema energetico per la Germania che comporterebbe nel 2030 l'80% in meno di emissioni di carbonio rispetto al 1990. I ricercatori ipotizzano un aumento dagli attuali 64 a 195 gigawatt di capacità eolica e dagli attuali 58 a 400 gigawatt di capacità solare.

Questo livello di energia rinnovabile extra richiederebbe normalmente un aumento significativo dello stoccaggio in batterie, ma la ricerca mostra che la necessità di stoccaggio diminuisce se la maggior parte della capacità solare aggiuntiva è installata verticalmente con un orientamento est-ovest. In uno scenario senza ulteriore stoccaggio di energia elettrica, questo da solo può far risparmiare più di 10 megatoni di CO₂ all’anno.