由卡塔尔多哈科技大学科学家领导的研究小组研究了住宅环境中双面光伏板的优化，重点是根据负载曲线实现经济效益最大化。
研究团队使用系统咨询模型 (SAM) 软件，首先比较了单面和双面系统，然后在不同的负载条件下对后者进行了优化。
科学家们表示：“通过比较零出口并网和净计量配置，这项研究提供了切实可行的见解，有助于在实时回购条件下最大化光伏投资的净现值 (NPV)。与以往主要关注朝南配置的研究不同，本研究引入了一种混合双面光伏系统，该系统结合了朝南和东西朝向。这种创新方法根据实际住宅负载曲线优化了方位角和倾斜角，从而实现了全天三个不同的发电峰值。”
光伏系统模拟安装在巴基斯坦首都伊斯兰堡的屋顶上。该市日均水平辐射量 (GHI) 为 5.24 千瓦时/平方米/天，平均气温为 21.3 摄氏度，平均风速为 1.7 米/秒。住宅用户负荷为该市 70 户家庭的平均值。当地电力成本和不同系统组件的成本基于多个数据库。所有情况下，系统容量均为 5 千瓦。
模拟结果显示，双面光伏板比朝南安装的单面光伏板多产生10%的电能。此外，双面光伏板的净现值 (NPV) 提高了13.6%，平准化能源成本 (LCOE) 降低了4.5%，投资回收期也缩短了5%。
通过分析垂直双面系统的高度(范围为0米至2.5米)，学者们发现，该系统应至少安装在地面以上2米处。他们还指出，安装在2米高度的双面光伏系统的净现值(NPV)比直接安装在屋顶上的双面光伏板高出7.6倍。
以巴基斯坦常见的零输出并网系统为例，优化后的朝南双面系统需要30°的倾斜角和190°的方位角，才能根据客户的负载曲线产生最高的净现值(NPV)，即2,451美元。如果优化系统朝东，则需要垂直放置面板才能获得最佳效果，这会导致净现值增加9.7%，达到2,787美元。然而，与朝南系统相比，后者一年的发电量降低了18.5%。
研究人员解释说：“垂直东向双面光伏系统之所以经济效益更高，但发电量却更少，是因为其发电时间比单峰朝南的光伏板更长。第一年，朝东的系统可以完全满足3427小时的负荷，而朝南的系统只能满足3147小时的负荷，比朝东的系统低8.9%。”
最终分析包括将系统拆分成两个单元——一个2.5千瓦的朝南单元和一个2.5千瓦的朝东单元。结果表明，光伏电能输送至完全满足负荷所需的时间为每年4,226公顷，比朝南的双面光伏系统多1,079小时。该系统的净现值比朝南的双面光伏系统高出21.6%，后者成本为3,091美元，平准化电力成本为1.87美分/千瓦时。投资回收期仅为3.43年。他们发现。
研究人员在文章结尾处指出，为了实现实时回购净计量机制，双面光伏系统应垂直朝东放置，以便在其他光伏电站未达到峰值发电量时，在两个峰值时段提供电力供应。他们指出：“朝东的双面光伏系统每年比朝南的双面光伏系统多提供362小时的发电量。”
他们的研究成果发表在《能源报告》上，题为《基于负荷曲线优化住宅领域双面光伏板以实现经济效益最大化》 。这项研究由卡塔尔多哈理工大学和巴基斯坦拉合尔大学的研究人员开展。
