Ricercatori della Hamad Bin Khalifa University in Qatar hanno valutato le prestazioni tecno-economiche di cinque configurazioni fotovoltaiche montate su pali, destinate ad apparecchiature fuori rete in ambienti caldi e aridi dove l’accesso per la manutenzione può essere limitato. I sistemi sono progettati per applicazioni quali lampioni stradali, telecamere, sensori e dispositivi per le telecomunicazioni.
Il team ha monitorato le configurazioni presso la struttura sperimentale all’aperto del Qatar Environment and Energy Research Institute a Doha, da agosto 2025 ad agosto 2026. Il gruppo di prova comprendeva moduli U-IBC e bifacciali installati con un’inclinazione di 22 gradi o in posizione verticale, insieme a un tubo fotovoltaico verticale ottagonale. La produzione elettrica e le condizioni ambientali sono state registrate a intervalli di un minuto, con 311 giorni di dati conservati dopo il filtraggio.
I ricercatori hanno combinato le misurazioni sul campo con modelli analitici per esaminare la produzione energetica, l’accumulo di sporco, l’ombreggiamento e i requisiti strutturali legati al vento. Hanno inoltre dimensionato i sistemi per alimentare un carico giornaliero di 1 kWh in condizioni di bassa irradianza, valutato gli ingombri di installazione e stimato il fabbisogno di accumulo delle batterie utilizzando tre giornate di riferimento.
Lo studio ha classificato le configurazioni secondo sei criteri: capacità installata, ingombro, accumulo, manutenzione, resilienza all’ombreggiamento e compattezza strutturale. Ulteriori analisi hanno considerato come cambiassero i risultati con diverse ponderazioni dei criteri, temperature e costi.
Secondo l’autore corrispondente Khaled Aʼamar, la geometria di ciascun progetto influenza fortemente l’effetto della polvere. Quando i moduli non vengono puliti, i pannelli inclinati richiedono il 16,04% in più di capacità fotovoltaica per compensare le perdite dovute all’accumulo di sporco, mentre il tubo fotovoltaico verticale richiede un incremento aggiuntivo dello 0,70%.
L’ombreggiamento è stato identificato come un vincolo ancora più significativo nelle condizioni di Doha. Il modello dei ricercatori indica che le configurazioni planari smettono di produrre quando l’ombreggiamento supera il 67%, mentre la configurazione a tubo continua a funzionare.
I risultati non hanno individuato un’opzione universalmente migliore. I moduli bifacciali inclinati richiedono la minore capacità installata quando un sito non presenta vincoli rilevanti. Tuttavia, quando l’accesso per la manutenzione, l’ombreggiamento, lo spazio disponibile o i limiti strutturali sono importanti, il tubo verticale presenta la penalità combinata più bassa, pur richiedendo una capacità di base circa 2,7 volte maggiore.
I ricercatori hanno sviluppato indici per quantificare i requisiti progettuali aggiuntivi associati a questi vincoli e hanno proposto un quadro a sei criteri per selezionare le configurazioni in base alle condizioni del sito. I risultati sono riportati nello studio “Techno-Economic Analysis of Off-Grid Pole-Mounted Photovoltaic Configurations for Accessible and Inaccessible Sites in Arid Climates”, pubblicato su Solar Energy.
Fonti: pv magazine.