Historia tych urządzeń sięga lat 70. XX wieku, ale znaczący rozwój technologii, który nastąpił w ostatnich latach, pozwolił na znaczące poprawienie wydajności całych systemów. Panele bifacial umożliwiają wykorzystanie zarówno bezpośredniego nasłonecznienia, jak i światła odbitego od podłoża.
Czym są panele fotowoltaiczne dwustronne?
Dwustronny panel słoneczny to urządzenie zdolne do wytwarzania energii słonecznej z obu stron modułu. W odróżnieniu od tradycyjnych paneli, które generują energię tylko z jednej strony, modele bifacial mogą produkować prąd niezależnie od kierunku padania promieni słonecznych, co podnosi ich efektywność energetyczną.
Moduły bifacial, podobnie jak standardowe panele słoneczne, dostępne są w różnych rozmiarach i rodzajach, lecz są specjalnie zaprojektowane do montażu na powierzchniach odbijających światło, co pozwala na efektywne wykorzystanie obu stron panelu. Kluczowa różnica konstrukcyjna między panelami jednostronnymi a dwustronnymi leży w zastąpieniu tradycyjnej tylnej folii ochronnej przez warstwę z hartowanego szkła lub innego materiału przepuszczającego światło, co zwiększa ich zdolność do absorpcji światła z różnych kierunków.
Jak zbudowane są moduły bifacial?
Obie strony modułów bifacial są zbudowane ze szkła hartowanego, co odróżnia je od paneli fotowoltaicznych jednostronnych, które posiadają tylną warstwę folii ochronnej. Moduły bifacial mogą występować w różnych konfiguracjach:
- p-PERC, zbudowane z komórek w strukturze p+ – p – n+,
- n-PERC, zbudowane z komórek w strukturze p+ – n – n+,
- Heterozłącze krzemowe (Si), wykonane z wewnętrznymi warstwami krzemu amorficznego.
Te różnorodne konfiguracje pozwalają na zwiększenie efektywności modułów przez lepsze wykorzystanie światła z różnych kierunków. Dzięki temu fotowoltaika Maków Podhalański jest jeszcze efektywniejsza.
Jak działają panele dwustronne?
Aby zrozumieć działanie paneli bifacial, warto najpierw rozważyć mechanizm funkcjonowania tradycyjnych modułów. Typowe panele słoneczne działają przez wychwytywanie fotonów – małych jednostek światła i promieniowania elektromagnetycznego – za pomocą ogniw słonecznych na powierzchni panelu, które następnie przekształcają je w energię.
W przypadku instalacji paneli bifacial nie koncentruje się na zwiększeniu liczby ogniw w celu podniesienia wydajności systemu. Kluczowe jest raczej dostosowanie konstrukcji panelu tak, aby fotony mogły docierać do ogniw z obu stron modułu. Umożliwia to wykorzystanie zarówno bezpośredniego światła słonecznego, jak i światła odbitego, co przyczynia się do zwiększenia efektywności generowania energii przez fotowoltaikę.
Jak i na czym ustawić panele bifacial?
System mocowania oraz lokalizacja paneli mają znaczący wpływ na wydajność modułów dwustronnych. Najlepsze wyniki osiągane są, gdy moduły są instalowane w pobliżu powierzchni odbijających światło. Zazwyczaj panele dwustronne nie są montowane na dachach, nawet w przypadku obiektów komercyjnych, z uwagi na ograniczone możliwości odbicia światła.
Najczęściej takie panele są instalowane na gruncie, co umożliwia efektywne wykorzystanie współczynnika odbicia światła otoczenia, czyli albedo. Wysokie wartości albedo, sięgające 80-95%, są osiągane przy użyciu białej płytki, jasnego żwiru, betonu pomalowanego na biało, białego piasku lub pokrywy śnieżnej. Najniższe współczynniki albedo notowane są dla wody, trawy, ciemnego żwiru i skał.
Montaż paneli bifacial może być realizowany w różnych układach:
- w standardowym, gdzie moduły są ułożone pod określonym kątem w kierunku południowym,
- w pionowym, z panelami skierowanymi na wschód i zachód,
- z trackerem, który umożliwia optymalizację kąta padania światła w ciągu dnia.
Chociaż tracker pozwala na optymalizację kąta padania światła, jest to rozwiązanie kosztowne. Konstrukcja pionowa natomiast ogranicza liczbę modułów, które można zainstalować na danej powierzchni. Najefektywniejszym i najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest układ standardowy.