Technologia stosowana do produkcji paneli fotowoltaicznych nieustannie się rozwija, a nowe systemy budzą duże zainteresowanie osób planujących zakup i montaż fotowoltaiki. Warte uwagi są między innymi dwustronne moduły fotowoltaiczne (bifacial), które mogą produkować prąd z obu stron. Takie rozwiązanie może przełożyć się na wyższą wydajność względem standardowych modułów fotowoltaicznych dzięki zastosowaniu dwóch powierzchni z warstwą aktywną. Jak to dokładnie działa i od czego zależy uzysk energii?

Czym są panele fotowoltaiczne bifacial?

Moduły dwustronne (ang. bifacial), tak samo jak jednostronne, służą do produkcji energii elektrycznej z wykorzystaniem promieniowania słonecznego. W ich wypadku jednak używa się nie tylko przedniej, ale także tylnej powierzchni. Oznacza to w praktyce, że moduły fotowoltaiczne skutecznie pracują także wtedy, gdy promieniowanie nie pada na na wierzchnią stronę, a właśnie na tylną.

Takie moduły PV również zawierają ogniwa słoneczne, czyli płytki krzemowe, dzięki którym dochodzi do zjawiska fotoelektrycznego. Są one umieszczone z obu stron. Dlatego absorbują także promienie, które są odbite, co przekłada się na wzrost wydajności. Stosując dwustronne moduły fotowoltaiczne o tym samym rozmiarze co standardowe uzyskujemy instalację o wyższej mocy. Wydaje się, że to rozwiązanie idealne, jednak nie sprawdzi się w przypadku każdej konstrukcji. Jeśli zastanawiasz się nad modułami umieszczonymi na dachu i montowanymi od spodu, panele typu bifacial mogą się nie opłacać – do spodniej strony będzie docierać zbyt mało światła. Panele dwustronne ze względu na specyfikę technologii i jej cele wymagają innego sposobu montażu.

Różnice między modułami typu bifacial a jednostronnymi

• Panele fotowoltaiczne typu bifacial składają się z ogniw umieszczonych po obu stronach. W przypadku modułów jednostronnych ogniwa znajdują się jedynie po wierzchniej stronie.

• Takie moduły mają niski profil – nie mają ram, a ogniwa zamyka się między przezroczystymi warstwami (na przykład szkłem hartowanym). Panele jednostronne z tyłu mają umieszczoną folię.

• Według badań wydajność w punkcie szczytowym jest o około 25% wyższa niż przy zastosowaniu modułów fotowoltaicznych jednostronnych. Na przestrzeni całego dnia różnica jest mniejsza, ale nadal zauważalna – szacuje się ją na około 10-15%.

• Instalacja musi być jednak ustawiona względem Słońca w inny sposób niż w przypadku standardowych paneli.

Ustawienie względem Słońca

Co to w praktyce oznacza? Najczęściej nie ma mowy o standardowym montażu na dachu. Jednakże specyfika modułów dwustronnych pozwala na skorzystanie z różnych innych ustawień na gruncie, które przekładają się na wysokie uzyski. Możliwe jest umieszczenie ich w:

• orientacji wschód-zachód

• standardowej, czyli na południe

• na jednoosiowym systemie nadążnym (nazywa się go trackerem).

Tracker pozwala na najlepsze rezultaty, jednak jest przy tym najbardziej kosztowny. Orientacja wschód-zachód wymaga ustawienia modułów w dużych odległościach względem siebie, co sprawia problem przy ograniczonej powierzchni. Najbardziej optymalną metodą jest orientacja na południe – wtedy strona tylna produkuje nawet 25% uzysku energii.

Wpływ podłoża na wydajność

Znaczenie dla tego, jak wydajne są panele dwustronne, ma jednak także sam grunt. Warto w tym miejscu przytoczyć współczynnik albedo dla konkretnego typu podłoża. Określa on, ile światła może odbić dana powierzchnia. Im jest jaśniejsza, tym więcej promieniowania odbija – co przekłada się na wydajność systemów z modułami dwustronnymi. Trawa nie jest najlepszym podłożem dla ich pracy. Znacznie lepiej sprawdzi się beton (w szczególności malowany na biało – 60-80%), biała membrana dachowa (80%), biały piasek (60%), a zimą – śnieg (95%). Chodzi o to, by w pełni wykorzystać potencjał drugiej strony modułów, co przełoży się na ilość wyprodukowanej energii elektrycznej. Znaczenie dla albedo ma także kąt nachylenia modułu i odległość między nim a podłożem.

Moduły bifacial – kiedy warto z nich skorzystać?

Jak widać, dla efektywnej pracy tej technologii niezbędne są dodatkowe czynniki. Sama moc wykorzystanych paneli dwustronnych to jedna kwestia, ale trzeba zwrócić uwagę dodatkowo na ich umiejscowienie na gruncie i względem Słońca.

Na panele słoneczne tego typu warto się zdecydować, gdy ma się możliwość umieszczenia ich w prawidłowy sposób, umożliwiający wysoką wydajność. Są one też świetnym wyborem, gdy da się dostosować podłoże do instalacji – czyli na przykład pokryć je betonem.

Zalety modułów bifacial

• Ze względu na wydajność instalacji z wykorzystaniem bifaciali oszczędności na rachunkach za energię elektryczną są wyższe, co przekłada się na szybszy zwrot inwestycji.

• Są one droższe od standardowych paneli, ale różnica nie jest duża, a zyski są wyższe.

• Uzysk z jednego modułu jest wyższy niż w przypadku paneli jednostronnych.

• Są bardziej wydajne przy słabym naświetleniu.

Wszystkie osoby zainteresowane instalacją modułów dwustronnych zachęcamy do kontaktu ze specjalistami w zakresie tego typu rozwiązań. Dzięki temu można określić potencjalną wydajność instalacji i podjąć decyzję, czy będzie to opłacalne.