In alcuni progetti, i pannelli fotovoltaici bifacciali possono effettivamente generare più energia rispetto ai moduli monofacciali, ma questo vantaggio dipende in larga misura dall’ambiente di installazione. Ad esempio, nei sistemi con elevata riflettanza del suolo o con un’altezza di montaggio sufficiente, i moduli bifacciali possono offrire una produzione aggiuntiva; in molti comuni impianti fotovoltaici su tetto, invece, il beneficio può risultare molto limitato.
Per questo, per capire se un modulo bifacciale sia davvero più conveniente, è necessario considerare insieme le condizioni di installazione, il tipo di progetto e l’effettivo contesto di produzione dell’impianto fotovoltaico.
Indice
1. Quali sono le principali differenze tra moduli bifacciali e monofacciali?
2. In quali casi i moduli bifacciali offrono più vantaggi?
3. Perché nei progetti su tetto i moduli monofacciali sono più comuni?
4. In che modo le diverse tecnologie fotovoltaiche influenzano la scelta tra struttura monofacciale e bifacciale?
1. Quali sono le principali differenze tra moduli bifacciali e monofacciali?
La differenza principale tra i moduli solari bifacciali e quelli monofacciali riguarda il modo in cui producono energia e la loro struttura costruttiva. Questa distinzione incide non solo sulla generazione del modulo stesso, ma anche sulla progettazione dell’impianto fotovoltaico e sugli scenari applicativi.
1.1 Differenze nel metodo di generazione
- I moduli monofacciali producono energia solo dalla parte frontale, quindi l’output dipende soprattutto dall’irraggiamento diretto sulla superficie anteriore;
- I moduli bifacciali, oltre alla produzione frontale, possono sfruttare anche la luce riflessa dal suolo o dall’ambiente circostante, generando energia anche dal lato posteriore.
1.2 Differenze nella struttura del modulo
- I moduli monofacciali utilizzano in genere una struttura con backsheet opaco, che protegge il retro delle celle. Si tratta di una soluzione tecnica matura, più leggera e con requisiti di installazione relativamente meno vincolanti;
- I moduli bifacciali, per consentire la produzione sul lato posteriore, adottano normalmente una struttura vetro-vetro o un backsheet trasparente, così da permettere alla luce di raggiungere la parte posteriore. Grazie a questa configurazione, i moduli bifacciali possono esprimere un maggiore potenziale di generazione in determinate condizioni di sistema.
2. In quali casi i moduli bifacciali offrono più vantaggi?
I moduli bifacciali non garantiscono un extra rendimento evidente in tutti i progetti fotovoltaici. Il loro vantaggio emerge più facilmente solo quando il sistema dispone di condizioni di installazione favorevoli allo sfruttamento della luce riflessa sul retro.
2.1 Condizioni ambientali con alta riflettanza
Il guadagno energetico dei moduli bifacciali è strettamente legato all’albedo ambientale. Maggiore è la riflettanza, maggiore è la quantità di luce utilizzabile sul lato posteriore.
In ambienti ad alta riflettanza, il guadagno di produzione dei moduli bifacciali può generalmente raggiungere il 10%–20%, per esempio in caso di:
- aree soggette a neve o contesti ad alta latitudine;
- zone sabbiose o con terreno chiaro;
- superfici in calcestruzzo chiaro o materiali ad alta riflessione.
Al contrario, molti tetti commerciali utilizzano membrane impermeabili scure o materiali bituminosi, che presentano una riflettanza generalmente bassa; di conseguenza, la luce riflessa sfruttabile sul retro resta limitata.
2.2 Sistemi con sufficiente altezza da terra o dal tetto
I moduli bifacciali richiedono normalmente una certa distanza dal suolo o dalla copertura per consentire alla luce riflessa di raggiungere il lato posteriore. Se i moduli sono installati troppo vicino alla superficie, la luce sul retro tende a essere ostacolata e l’effetto bifacciale si riduce.
Nei sistemi con altezza di installazione adeguata, i moduli bifacciali possono ottenere un incremento di produzione pari in genere al 5%–15%. È una situazione comune in:
- impianti fotovoltaici a terra;
- sistemi agrivoltaici;
- strutture di montaggio aperte.
Al contrario, in molti impianti su tetto, per ridurre il carico del vento o contenere i costi di installazione, i moduli vengono montati più vicino alla copertura, limitando così l’ingresso della luce sul lato posteriore.
2.3 Layout di sistema con scarsa ombreggiatura sul retro
Anche il layout dell’impianto influenza direttamente la resa reale dei moduli bifacciali. Se il lato posteriore è soggetto a molte ostruzioni, la luce riflessa fatica a raggiungere il retro del pannello fotovoltaico e il vantaggio produttivo diminuisce.
Nei sistemi con uno spazio posteriore più aperto, i moduli bifacciali possono in genere ottenere un extra rendimento di circa 5%–10%, ad esempio in presenza di:
- aree aperte senza ostacoli sul retro;
- configurazioni con bassa densità di apparecchiature;
- strutture di supporto che limitano poco l’ombreggiamento posteriore.
Nei tetti commerciali ad alta densità impiantistica, invece, dove sono presenti apparecchiature HVAC, tubazioni o strutture di supporto ravvicinate, l’ombreggiamento sul retro è spesso difficile da evitare.
Nel complesso, solo quando coincidono buona riflettanza, altezza di installazione adeguata e ridotte ostruzioni sul lato posteriore, i moduli bifacciali possono esprimere un vantaggio di produzione evidente. Se invece l’ambiente non consente di sfruttare efficacemente la luce riflessa, il beneficio reale tende a ridursi in modo significativo.
3. Perché i moduli monofacciali sono più comuni nei progetti su tetto?
Nei progetti fotovoltaici su tetto in Europa, i moduli monofacciali restano molto diffusi. Il motivo non è una scarsa maturità della tecnologia bifacciale, ma il fatto che molti impianti su copertura danno priorità a costo, condizioni strutturali e semplicità di installazione.
3.1 Costi e guadagno reale di produzione
In molti impianti fotovoltaici su tetto in Europa, l’energia aggiuntiva ottenibile con i moduli bifacciali è spesso limitata. Ad esempio, nei tetti inclinati residenziali (Steildach) o nei sistemi commerciali installati vicino alla copertura, la luce riflessa sfruttabile sul lato posteriore è in genere ridotta; per questo, il guadagno reale dei moduli bifacciali si colloca spesso solo tra il 2%–5%, e in alcuni progetti può essere persino inferiore.
Inoltre, in alcune applicazioni di fotovoltaico in facciata o in piccoli impianti su tetto, l’attenzione si concentra più sull’uso efficiente dello spazio e sul costo complessivo del sistema che sulla massimizzazione della produzione bifacciale. Perciò, quando il beneficio aggiuntivo dei moduli bifacciali è contenuto, alcuni installatori e proprietari tendono a preferire moduli monofacciali dal prezzo più competitivo, così da ottenere un ritorno sull’investimento più stabile.
3.2 Struttura del tetto e limiti di carico
In molti Paesi europei, una quota rilevante di edifici residenziali e commerciali è stata costruita diversi decenni fa e la capacità portante del tetto è spesso limitata. Ad esempio, alcune vecchie coperture industriali o tetti inclinati residenziali non sono stati progettati per sostenere il carico aggiuntivo di un impianto fotovoltaico per azienda o residenziale.
In questi progetti, il peso dei moduli e la struttura di montaggio influenzano direttamente la soluzione tecnica. Alcuni moduli bifacciali vetro-vetro hanno un peso relativamente elevato, mentre parte dei moduli monofacciali presenta una struttura più semplice e leggera; per questo risultano più facili da installare nei tetti con vincoli di carico più sensibili.
3.3 Maggiore praticità in installazione e manutenzione
Nel mercato europeo del fotovoltaico residenziale, sempre più proprietari scelgono piccoli impianti su tetto o soluzioni fotovoltaiche installabili in autonomia. In questi casi, la praticità di installazione conta spesso più della singola tecnologia del modulo.
Per esempio, in alcuni piccoli impianti su tetto inclinato, sistemi da balcone o applicazioni a parete, lo spazio disponibile è generalmente limitato e la struttura dell’impianto è piuttosto semplice. In queste condizioni, i moduli monofacciali risultano di norma più facili da installare e non richiedono spazio supplementare sul retro del pannello fotovoltaico.
Per questo motivo, in molti progetti su tetto in cui l’obiettivo principale è un’installazione semplice e un migliore controllo dei costi, i moduli monofacciali restano una scelta comune.
4. In che modo le diverse tecnologie fotovoltaiche influenzano la scelta tra struttura monofacciale e bifacciale?
Nella pratica, la scelta tra moduli bifacciali e monofacciali non dipende solo dall’ambiente di installazione, ma anche dalla tecnologia adottata dal modulo. Le principali tecnologie ad alta efficienza oggi sul mercato, come TOPCon, HJT e IBC, presentano differenze nella struttura e negli scenari applicativi, e questo incide anche sulla loro idoneità a una configurazione bifacciale o monofacciale.
4.1 Moduli TOPCon: una struttura adatta alle applicazioni bifacciali
La tecnologia TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) rappresenta un’evoluzione della struttura PERC tradizionale. Il suo elemento chiave è l’aggiunta sul retro della cella di uno strato ultrasottile di ossido tunnel (SiOx) e di uno strato di polisilicio drogato (poly-Si), così da ridurre la ricombinazione dei portatori e migliorare l’efficienza della cella.
Poiché le celle TOPCon possono raccogliere portatori su entrambi i lati, questa tecnologia offre generalmente una buona capacità di generazione bifacciale. Oggi molti moduli TOPCon adottano una struttura vetro-vetro bifacciale e si adattano bene a impianti a terra, sistemi agrivoltaici o contesti con buone condizioni di riflessione.
Per questo, nei progetti che richiedono un equilibrio tra efficienza del sistema e ritorno economico, i moduli TOPCon bifacciali sono spesso considerati una soluzione con un rapporto costo-prestazioni molto competitivo.
4.2 Moduli HJT: struttura ad alta bifaccialità
La tecnologia HJT (Heterojunction) utilizza una struttura a strati composta da silicio cristallino e film sottili di silicio amorfo, depositati su entrambi i lati della wafer N-type per formare una giunzione eterogenea. Questa configurazione riduce efficacemente la ricombinazione dei portatori e mantiene al tempo stesso un’elevata capacità di generazione bifacciale.
Grazie alla forte simmetria della struttura della cella, i moduli HJT presentano in genere un fattore di bifaccialità elevato; in alcuni prodotti può superare il 90%. Per questo, in ambienti ad alta riflettanza o in grandi impianti a terra, i moduli HJT possono ottenere un guadagno bifacciale particolarmente interessante.
Tuttavia, a causa di costi produttivi ancora relativamente elevati, i moduli HJT trovano oggi applicazione soprattutto nei progetti che puntano a livelli di efficienza più alti.
4.3 Moduli IBC: una struttura orientata all’efficienza frontale
La tecnologia IBC (Interdigitated Back Contact) colloca tutti gli elettrodi sul retro della cella, lasciando la parte frontale completamente priva di busbar metallici. Questa struttura riduce l’ombreggiamento frontale, migliora l’assorbimento della luce e rende anche l’aspetto del modulo più uniforme.
Poiché gli elettrodi delle celle IBC sono interamente sul lato posteriore, questa tecnologia è progettata soprattutto per massimizzare l’efficienza frontale. Per questo, molti moduli IBC adottano una configurazione monofacciale e sono ampiamente utilizzati nei tetti residenziali o nei sistemi BIPV (Building Integrated Photovoltaics).
In questi scenari applicativi, il progetto tende a dare più importanza all’estetica del modulo, al metodo di installazione e all’adattabilità alla copertura, piuttosto che alla massimizzazione del guadagno energetico bifacciale.
Nel complesso, le differenze strutturali tra le varie tecnologie di cella fanno sì che ciascuna presenti vantaggi specifici nelle applicazioni monofacciali o bifacciali. Per questo, nella scelta dei moduli fotovoltaici, oltre all’ambiente di installazione è importante valutare anche la tecnologia adottata.
Nel complesso, i moduli solari bifacciali non sono necessariamente superiori a quelli monofacciali in tutti i progetti fotovoltaici. Sebbene possano aumentare la produzione sfruttando la luce riflessa sul lato posteriore, questo vantaggio dipende spesso dalle condizioni effettive del sistema, come riflettanza del suolo, altezza di installazione e layout dell’impianto.
Negli impianti a terra o nei sistemi con buone condizioni di riflessione, i moduli bifacciali possono ottenere più facilmente una produzione aggiuntiva. In molti impianti fotovoltaici su tetto, invece, a causa della minore altezza di installazione, dei limiti strutturali della copertura e del layout del sistema, il guadagno reale dei moduli bifacciali è spesso contenuto; per questo, i moduli monofacciali restano una scelta molto comune.
Perciò, nel processo di selezione dei pannelli fotovoltaici, più che confrontare in modo astratto struttura monofacciale e bifacciale, è fondamentale valutare insieme contesto del progetto, design del sistema e tecnologia del modulo, così da individuare la soluzione più adatta allo scenario applicativo concreto.
Domande frequenti (FAQ)
1. Vale la pena investire in moduli fotovoltaici bifacciali nei progetti su tetto in Europa?
Nella maggior parte dei progetti fotovoltaici su tetto in Europa, il guadagno energetico aggiuntivo dei moduli bifacciali è generalmente limitato, intorno al 2%–5%.
Se il tetto presenta una bassa riflettanza o un’altezza di installazione ridotta, il ritorno sull’investimento dipende più dal costo complessivo del sistema che dal fatto che il modulo sia bifacciale.
2. Il guadagno di produzione dei moduli bifacciali è stabile e prevedibile?
Il rendimento aggiuntivo dei moduli bifacciali dipende fortemente dallo scenario applicativo, quindi può variare in modo significativo da un progetto all’altro.
Al contrario, i moduli monofacciali offrono in genere una produzione più stabile e prevedibile, e per questo in alcuni progetti commerciali risultano più facili da valutare in termini di resa economica.
3. Tra TOPCon, HJT e IBC, quale tecnologia è più adatta ai progetti su tetto?
- TOPCon / HJT: più adatti ai progetti che possono sfruttare la generazione bifacciale, come gli impianti a terra;
- IBC: più adatti ai progetti su tetto, soprattutto quando sono importanti estetica, utilizzo dello spazio e stabilità del sistema.
La scelta finale dovrebbe basarsi sul contesto reale del progetto, non su un confronto astratto tra tecnologie.
4. In quali casi i moduli bifacciali hanno più valore dal punto di vista commerciale?
I moduli bifacciali esprimono meglio il proprio valore economico quando il progetto presenta condizioni di alta riflessione oppure appartiene a scenari come i grandi impianti a terra. In questi casi, la produzione aggiuntiva risulta più concreta e prevedibile, favorendo un miglior rendimento complessivo.
5. Il tempo di ritorno dell’investimento dei moduli fotovoltaici bifacciali è sempre più breve?
Non necessariamente. Il periodo di rientro dipende dal fatto che il progetto possa ottenere in modo stabile un guadagno energetico dal lato posteriore. In molti impianti fotovoltaici su tetto in Europa, questo vantaggio è limitato; di conseguenza, la differenza rispetto ai moduli monofacciali spesso non è evidente e può dipendere maggiormente dal controllo del costo iniziale.
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