Technologie bifacial w fotowoltaice: czy dwustronne panele to przyszłość?

Nieunikniona transformacja energetyczna wymaga m.in. zwiększania efektywności produkcji z OZE. Jednym z rozwiązań jest fotowoltaika. Co to jest technologia bifacial? Chodzi o moduły, które do wytwarzania prądu wykorzystują światło padające z dwóch stron – słoneczne i odbite. Poznaj najważniejsze korzyści z bifacjalnej instalacji PV!

• Panele bifacial mogą wytwarzać energię zarówno ze światła słonecznego, jak i rozproszonego.
• Dwustronne moduły fotowoltaiczne są nawet 30% wydajniejsze od jednostronnych.
• Ilość dodatkowej energii zależy m.in. od rodzaju ogniw, współczynnika albedo powierzchni czy sposobu montażu.

Branżowi specjaliści podczas cyklicznego wydarzenia ITRPV (International Technology Roadmap for Photovoltaic) w 2022 roku szacowali, że dwustronne moduły z bifacjalnymi ogniwami stanowią ok. 30% całego rynku fotowoltaiki. Obecnie ten udział ocenia się na niespełna 40%, a według prognoz w 2032 r. przekroczy 60%. Choć ceny takich paneli są wyższe, widać trend wyrównywania kosztów. Maksymalny poziom produkcji energii jest większy nawet o 25–30% w porównaniu z jednostronnymi modułami typu monofacial o tej samej mocy nominalnej. Odpowiednie mocowanie paneli fotowoltaicznych pozwala wykorzystać je na mnóstwo sposobów. Między innymi na farmach fotowoltaicznych, szklarniach, płaskich dachach, barierach przy drogach, wiatach czy domowych balkonach.

Dwustronna fotowoltaika – co to jest ogniwo bifacial, jak działa moduł?

Aby zapewnić dopływ światła, przód i tył modułu wykonane są ze szkła hartowanego lub przeziernego tworzywa. Energię wytwarzają ogniwa o różnym współczynniku dwustronności (oznaczenie Ø), czyli stosunku nominalnej mocy tylnej i przedniej strony panelu. Rozróżnia się moduły:

• p-PERC – 0,65–0,8 Ø;
• n-PERC – 0,75-0,9 Ø;
• SHJ – heterozłącza krzemowe – 0,85–0,95 Ø.

Podane wartości mocy z tyłu dotyczą badań w warunkach laboratoryjnych. Pewna część światła zawsze będzie pochłaniana, więc rzeczywisty uzysk będzie niższy. Najwięcej fotonów odbijają materiały i powłoki o wysokim współczynniku albedo – 0 oznacza pochłanianie całego światła, a 1 stuprocentowe odbicie. Poniżej kilka przykładów:

• asfalt – 0,07–0,2;
• woda – 0,08;
• trawa – 0,15–0,35;
• biały żwir – 0,27;
• piasek – 0,2–0,4;
• beton pokryty refleksyjną, białą farbą – 0,6–0,8;
• śnieg – 0,45–0,95.

Pozostałe czynniki kluczowe dla wydajności bifacjalnych modułów PV

Naturalnie duże znaczenie mają poziom nasłonecznienia, warunki pogodowe i ewentualne zanieczyszczenia powierzchni paneli. Ogromnie istotne jest ustawienie modułów względem słońca i sposób montażu:

• pionowy, w orientacji wschód-zachód;
• skośny – przód na południe, pochylenie pod kątem ok. 35°;
• obrotowy, „śledzący” słońce.

Dla paneli fotowoltaicznych w technologii bifacial ważne jest także ograniczenie samozacienienia podłoża i tylnej strony modułu. Między innymi poprzez montaż na większej wysokości, optymalizację odległości pomiędzy kolejnymi modułami czy właściwe rozmieszczenie wsporników, kabli, falownika i pozostałych elementów instalacji. To pozwoli zmaksymalizować korzyści z fotowoltaiki – większą wydajność oraz potencjalnie szybszy zwrot poniesionych kosztów na inwestycję. Dlatego dwustronne panele PV rzeczywiście są przyszłością.