Nuove forme per il fv: pannelli solari conici con raffreddamento convettivo

Simulate tre nuove forme per i moduli fotovoltaici – piramidale, esagonale e conica – per studiarne l’efficienza e il comportamento termico in accoppiata con un sistema di raffreddamento a flusso d’aria forzato

pannelli solari conici
Foto di Manfred Richter da Pixabay

Verso nuovi pannelli solari conici per strade e città?

(Rinnovabili.it) – E se il fotovoltaico cambiasse forma? Se i tradizionali moduli piani lasciassero il posto a pannelli solari conici o a forma di piramide? Per ora l’idea è ancora tutta su carta ma un gruppo di scienziati internazionali ha studiato alcuni nuovi modelli per valutarne resa e prestazioni termiche. La ricerca, pubblicata in questi giorni su Case Studies in Thermal Engineering, mira a far avanzare la tecnologia fotovoltaica, indagando forme e strutture innovative. 

Celle e moduli solari si stanno ritagliando una fetta sempre più ampia del mercato energetico, ma sono ancora molti gli aspetti tecnici da ottimizzare. Uno di questi è l’efficienza di conversione della luce in elettricità. Tra i parametri che influenzano questo valore, un ruolo critico lo svolge la temperatura del lato posteriore del pannello fotovoltaico. Basti pensare che ogni grado centigrado di aumento a questo livello, può portare a una perdita di efficienza dello 0,5%.

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Negli anni la ricerca di settore ha studiato e sviluppato di versi sistemi, attivi e passivi, per il raffreddamento delle celle. Tra questi anche alcuni meccanismi di raffreddamento convettivo tramite acqua, aria o refrigeranti misti. Partendo dagli ultimi studi effettuati in questa direzione, un team internazionale di ricerca – guidato dall’ingegnere Hamdi Ayed della King Khalid University – ha proposto nuovi concept. Nel dettaglio il gruppo ha simulato e confrontato le prestazioni del raffreddamento a flusso d’aria forzata su nuovi pannelli solari conici, piramidali ed esagonali. “Queste nuove forme – si legge nella pubblicazione – possono essere ampiamente utilizzate in aree domestiche (strade e parchi solari) senza la necessità di sistemi di tracciamento solare […] Le ipotesi applicabili al presente studio sono per le aree vicino all’equatore e per le ore centrali della giornata, che si traducono in una luce solare relativamente omogenea su tutte le superfici laterali”.

Nella configurazione proposta, l’aria entra nei moduli da un’apertura nella loro parte inferiore ed il flusso di calore esce da un foro in quella superiore. Il gruppo ha valutato le prestazioni termiche tramite il software CFD open source, programma di simulazione fluidodinamica computazionale. I risultati mostrano che i pannelli solari conici hanno le prestazioni e migliori rispetto ad altre geometrie, con più di 10°C di scarto dal pannello piramidale. Inoltre, è stato riscontrato che l’efficienza del modulo conico fosse fino all’8,4% superiore alle altre forme.

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