I pannelli solari continueranno a funzionare anche quando la luce solare passa attraverso il vetro, ma la loro efficienza e potenza non sono neanche lontanamente vicine ai loro valori nominali. Pertanto, funzioneranno ma le loro prestazioni saranno ridotte. Il motivo sta dietro una legge fisica di base chiamata Legge di Fresnel.
Coloro che stanno pensando ad applicazioni off-grid potrebbero trovare questa risposta piuttosto interessante. Ad esempio, potresti trovarti in viaggio in campeggio e potresti pensare di caricare la tua mini banca di energia solare mentre è rivolta verso il parabrezza. Forse vuoi solo assicurarti che la tua torcia solare ricaricabile abbia abbastanza energia prima di arrivare a destinazione. O forse vuoi solo sapere se installare alcuni piccoli pannelli solari all’interno della casa sarebbe utile se si trovano di fronte a un lucernario. O forse ne eri solo curioso.
Qualunque sia il motivo per cui ti sei posto questa domanda, qui troverai la spiegazione del perché i pannelli solari possono funzionare attraverso il vetro.
Il mio pannello solare produrrà elettricità dietro il vetro?
Per capirne le ragioni, dobbiamo prima imparare tutti i diversi modi in cui un bicchiere può influenzare la luce solare. Analizziamoli!
Leggi di Fresnel
La luce può essere descritta come un’onda, come una particella (fotone) o come entrambe, a seconda del tipo di esperimento che la valuta. Quando il raggio di luce viaggia dal Sole alla Terra, ha una velocità e una direzione specifiche. Se il raggio di luce raggiunge un’altra superficie, parte del raggio può essere riflessa nell’aria e parte del raggio può essere rifratta all’interno della superficie.
Questo fenomeno fisico si verifica secondo la legge di Fresnel, basata sulla legge di Snell . In poche parole, queste leggi stabiliscono che quando la luce raggiunge un altro mezzo, come l’acqua o il vetro, parte di quella luce verrà riflessa e l’altra parte verrà rifratta all’interno della superficie, ma con un angolo e una velocità diversi.
La variazione dell’angolo e della velocità dipenderà da un coefficiente noto come indice di rifrazione del mezzo, che può variare a seconda del tipo di vetro.
Quindi, come influisce tutto questo sul nostro pannello solare?
La quantità di fotoni che raggiungono il pannello solare non è la stessa perché alcuni di essi verranno riflessi dal vetro. Tutta quella luce solare riflessa dal vetro andrà persa e il pannello solare non sarà in grado di generare tutta l’elettricità che dovrebbe. Le perdite cambieranno a seconda del fattore di riflessione del vetro, ma in ogni caso ridurranno radicalmente la resa energetica del pannello solare.
Orientamento e posizione del sole
Come in ogni impianto fotovoltaico, l’orientamento verso il Sole è fondamentale per ottimizzare i rendimenti energetici dei pannelli solari. Posizionare i pannelli solari all’interno di una casa o all’interno di un’auto è un’idea terribile da questo punto di vista.
In primo luogo, i pannelli solari devono essere posizionati verso sud (caso USA) per massimizzare i rendimenti energetici. Se ti muovi in macchina non puoi farci nulla perché l’orientamento cambierà costantemente, quindi otterrai semplicemente diverse potenze durante la giornata.
Se ti trovi all’interno di un edificio o di una casa, dovrai trovare una finestra rivolta a sud per massimizzare la tua potenza. Posizionare un pannello solare dietro una finestra rivolta a nord sarebbe uguale a non avere un pannello solare.
In secondo luogo, anche l’inserimento di pannelli solari all’interno di un edificio o dietro il finestrino di un’auto ha un effetto negativo. L’irradiazione solare sarà al suo valore massimo quando il Sole si trova nella sua posizione più alta, ovvero mezzogiorno. Poiché il tetto dell’auto o della casa bloccherà il percorso diretto della luce solare in questo momento, il tuo pannello solare non sarà in grado di sfruttare uno dei momenti migliori per generare energia solare. L’unica produzione in questo momento sarà DHI.
DNI e DHI
L’irraggiamento solare è generalmente descritto come la combinazione di due tipi di irraggiamento.
Direct Normal Irradiance (DNI), correlata alla luce solare incidente che impatta in un angolo perpendicolare direttamente al pannello solare senza riflessi, rifrazioni o perdite di alcun tipo.
Dall’altra, c’è l’irradiazione orizzontale diffusa (DHI), associata a tutta quella radiazione solare che viene riflessa o rifratta dall’atmosfera, dalle nuvole, dalle montagne, dai laghi o dal suolo. Questa componente è riferita all’irraggiamento solare che impatta indirettamente sulla superficie del pannello solare.
Posizionando un pannello solare dietro un vetro o una finestra, si elimina la componente DNI della radiazione solare che avrebbe un impatto diretto sul pannello solare. Significa che il tuo pannello solare funzionerebbe principalmente con componenti DHI, legati al riflesso della luce solare da altre fonti.
Ombreggiamento e perdite termiche
Un altro svantaggio di posizionare i pannelli solari dietro una finestra è che le ombreggiature create da telai o barre della finestra ridurranno anche la potenza in uscita.
Inoltre, potresti pensare di parcheggiare la tua auto al sole e lasciare il tuo pannello solare all’interno per ottenere il massimo rendimento energetico. Tuttavia, poiché il calore si concentra all’interno della tua auto senza aria condizionata, il pannello solare si surriscalda a causa della generazione di elettricità e delle condizioni di temperatura elevata all’interno dell’auto. Ciò indurrà perdite termiche e potrebbe persino danneggiare le celle solari se il calore è troppo intenso. Pertanto, non è l’idea migliore.
Vale la pena installare pannelli solari dietro il vetro?
Come puoi vedere, ci sono molti motivi per cui non dovresti installare un pannello solare dietro una finestra. Ciò non significa che il pannello solare non funzionerà, significa solo che le prestazioni non saranno quelle per cui hai pagato. Pertanto, vale la pena acquistare i pannelli solari, ma non è consigliabile posizionare i pannelli solari dietro il vetro. Puoi dare un’occhiata a un video di un ventilatore solare qui per verificare le perdite nelle prestazioni di un piccolo pannello solare situato dietro una finestra.
