In alta quota, dove l’inverno impone condizioni estreme e l’irraggiamento solare si mescola con fenomeni atmosferici imprevedibili, la ricerca sul fotovoltaico sta affrontando una delle sue sfide più delicate. Si tratta di capire come la neve interagisce con i pannelli solari installati. La questione non riguarda soltanto la riduzione della luce diretta, ma anche il rischio che gli accumuli nevosi blocchino la produzione energetica o compromettano l’integrità delle strutture. Al tempo stesso, la particolare luminosità delle superfici innevate può diventare una risorsa preziosa. Ciò grazie alla loro capacità di riflettere la radiazione solare.
Novità per i pannelli solari sulla neve
Tale contraddizione è al centro del lavoro portato avanti dall’École Polytechnique Fédérale de Lausanne e dal WSL Institute for Snow and Avalanche Research. Quest’ultimi, insieme all’azienda austriaca Ehoch2, hanno sperimentato una possibile soluzione ingegneristica: il sistema Helioplant. Si tratta di una struttura fotovoltaica verticale disposta a croce e dotata di quattro superfici orientate in direzioni differenti. La particolare configurazione nasce per evitare il più possibile che la neve resti intrappolata sulle superfici dei pannelli. E, allo stesso tempo, massimizzare l’impiego della luce riflessa dal suolo innevato.
Per comprendere con precisione il comportamento della neve attorno ai moduli, i ricercatori hanno utilizzato il modello di fluidodinamica computazionale Snowbedfoam. Il quale è capace di simulare in dettaglio la dinamica dei flussi nevosi. Ed anche le loro interazioni con una struttura esposta al vento. Le simulazioni hanno permesso di analizzare come parametri quali l’altezza rispetto al terreno, l’orientamento rispetto al vento e la distanza tra le diverse unità influiscono sulla formazione e sul distacco dei cumuli. Variando tali fattori, il modello mostra scenari diversi. Evidenziando quanto anche piccoli cambiamenti possano incidere sulla capacità di un impianto di mantenersi operativo durante l’inverno.
Le verifiche sul campo hanno confermato le indicazioni teoriche, in particolare la necessità di mantenere i pannelli ad almeno sessanta centimetri da terra e di allinearli rispetto al vento prevalente. Tale configurazione sembra favorire una sorta di autopulizia naturale, in cui le correnti d’aria rimuovono la neve in eccesso. Gli esperimenti hanno, inoltre, evidenziato un altro elemento chiave. Quando i pannelli solari sono disposti troppo vicini tra loro, la ventilazione tra le strutture si riduce sensibilmente, facilitando l’accumulo di neve. Al contrario, una maggiore spaziatura permette al vento di erodere e disperdere gli strati nevosi.
