Lo svolgimento di una ricerca congiunta tra Arabia Saudita e Regno Unito ha portato alla luce risultati significativi sull’efficienza dei pannelli solari in ambienti desertici, come quello della città di Gedda. Questo studio ha analizzato per un anno l’impatto dell’accumulo di polvere e dell’angolo di inclinazione sui moduli fotovoltaici, fornendo informazioni cruciali per installazioni future.
Il gruppo di ricerca, guidato dal Dr. Mansour Alzahrani dell’Università di Taif, ha realizzato un esperimento innovativo che ha permesso di studiare come il livello di sporco accumulato e l’angolo di inclinazione influiscano sulla produzione energetica. Gedda, una città nota per le sue condizioni ambientali avverse, presenta alte temperature e venti sabbiosi che possono compromettere l’efficienza dei pannelli fotovoltaici. Per questo motivo, lo studio ha installato sette coppie di moduli fotovoltaici orientati a inclinazioni di 0°, 15°, 25°, 45°, 60°, 75° e 90°, con una coppia di pannelli puliti quotidianamente e l’altra lasciata ad accumulare polvere.
I moduli utilizzati nella ricerca erano di tipo policristallino, con una potenza nominale di 10 W, montati su supporti di 150 cm di altezza. I pannelli puliti sono stati posizionati a 80 cm dal suolo, mentre quelli sporchi erano posizionati sopra. È da notare che i pannelli inclinati a 90° hanno presentato problemi tecnici, limitandone l’analisi finale. Questo esperimento ha permesso di raccogliere dati significativi sull’impatto della polvere e dell’inclinazione dei pannelli sull’efficienza energetica.
Durante l’intero anno di studio, le prestazioni dei pannelli sono state monitorate costantemente. Grazie a un sistema di monitoraggio della qualità dell’aria, è stato possibile registrare i livelli di particolato e correlare gli eventi di polvere alle variazioni di performance dei moduli. I ricercatori hanno analizzato diversi scenari, tra cui piogge leggere e intense, tempeste di sabbia, accumuli prolungati di polvere e giornate nuvolose per comprendere come queste condizioni potessero influenzare il rendimento energetico.
Un aspetto particolarmente interessante evidenziato dallo studio è che l’accumulo di polvere può ridurre drasticamente la produzione energetica, con cali registrati fino all’80,4% per i moduli inclinati a 0° dopo lunghi periodi senz’acqua. Le piogge, infatti, hanno mostrato un effetto positivo nell’auto-pulizia dei pannelli, sebbene le precipitazioni leggere, inferiori a 1 mm al giorno, abbiano avuto l’effetto contrario, aumentando l’adesione della polvere.
Lo studio ha identificato l’angolo di 25° come il più vantaggioso per ottimizzare le prestazioni dei pannelli fotovoltaici in contesti desertici. In particolare, i moduli inclinati a 25° hanno raggiunto una potenza media di 4,76 W e un rendimento normalizzato dello 0,73 durante l’anno di monitoraggio. In confronto, i pannelli a inclinazione 0°, 15°, 45°, 60°, 75° e 90° hanno mostrato rendimenti di 0,5 W, 0,61 W, 0,65 W, 0,48 W, 0,37 W e 0,23 W rispettivamente.
In condizioni secche, i pannelli inclinati a 25° hanno mantenuto il rendimento più alto con 4,28 W, mentre durante le piogge, i moduli a 45° hanno ottenuto il valore massimo con una media di 6,05 W. Questi risultati sottolineano non solo l’importanza dell’angolo di inclinazione, ma anche l’influenza critica delle condizioni meteorologiche sulla resa energetica.
I dati ottenuti da questo studio rappresentano un contributo notevole per migliorare l’efficienza e la durata delle installazioni di pannelli solari in ambienti desertici. Identificare l’angolo di inclinazione ottimale e comprendere l’impatto dei fattori ambientali come pioggia e tempeste di sabbia sono elementi fondamentali per l’approccio progettuale di future installazioni. Lo studio, intitolato Impact of dust and tilt angle on the photovoltaic performance in a desert environment, è stato pubblicato sulla rivista Solar Energy ed è stato effettuato da un team congiunto di scienziati delle Università di Taif, King Abdulaziz e Southampton. Questi risultati possono dunque fungere da riferimento per la progettazione di sistemi fotovoltaici in aree caratterizzate da condizioni ambientali estreme.