Panele bifacjalne? co to jest, jak działają i czy warto je wybrać
Panele bifacjalne wytwarzają energię z promieniowania docierającego do przedniej i tylnej strony modułu. Mogą więc wykorzystywać również światło odbite od gruntu, dachu lub innych powierzchni. Dodatkowy uzysk nie wynika jednak wyłącznie z zastosowania modułów dwustronnych. Decydują o nim wysokość montażu, rodzaj podłoża, kąt nachylenia, odstępy między rzędami i konstrukcja wsporcza. W tym artykule wyjaśnimy, co to znaczy bifacial w przypadku paneli i czy warto w nie inwestować.
Bifacial – co to znaczy?
Słowo bifacial oznacza „dwustronny”. Aktywne ogniwa są dostępne optycznie z obu stron, dlatego promieniowanie docierające do tylnej powierzchni również może zostać przekształcone w energię elektryczną. Przód odpowiada za podstawową część produkcji, a tył zwiększa uzysk dzięki światłu rozproszonemu i odbitemu.
Moduły dwustronne często mają budowę szkło–szkło, ale pojęcia te nie są tożsame. Szkło–szkło opisuje konstrukcję laminatu, natomiast bifacial – zdolność ogniw do pracy z obu stron.
Jak działają panele bifacjalne?
Przednia strona wykorzystuje bezpośrednie i rozproszone promieniowanie słoneczne. Tylna otrzymuje głównie światło odbite od podłoża. Wielkość dodatkowej produkcji zależy od albedo, czyli zdolności powierzchni do odbijania promieniowania. Jasne podłoże lub śnieg kierują ku modułom więcej światła niż ciemna gleba albo gęsta roślinność. Znaczenie ma także geometria systemu. Wyższe położenie modułów może poprawić równomierność oświetlenia tylnej strony. Ważne są:
- kąt nachylenia,
- odległość między rzędami,
- udział widocznego podłoża.
Zbyt ciasna zabudowa ogranicza promieniowanie odbite i zwiększa wzajemne zacienianie.
Od czego zależy dodatkowy uzysk energii?
Czy warto wybrać panele bifacial? Efekt technologii dwustronnej jest cechą całego systemu, a nie wyłącznie modułu. Nawet identyczne panele mogą osiągać odmienne wyniki na różnych konstrukcjach. Projekt powinien uwzględniać:
- współczynnik odbicia i sezonowe zmiany podłoża,
- wysokość dolnej krawędzi modułów nad gruntem,
- kąt nachylenia i odległość między rzędami,
- położenie profili, przewodów i skrzynek przyłączeniowych,
- sposób utrzymania roślinności,
- parametry elektryczne i współczynnik bifacjalności modułu.
Czynniki te wpływają na ilość i równomierność światła docierającego do tylnej strony. Prognoza produkcji powinna więc uwzględniać promieniowanie tylne, a nie opierać się wyłącznie na modelu dla paneli jednostronnych.
Dlaczego konstrukcja pod moduły dwustronne ma znaczenie?
Elementy wsporcze znajdujące się za aktywną powierzchnią tworzą lokalne zacienienie. W systemach Energy5 profile prowadzi się pod liniami half-cut, przy ramach albo w przestrzeniach między modułami, zależnie od ich orientacji. Tak zaprojektowany bifacial ogranicza zasłanianie tylnej strony.
Przy projektowaniu stołów istotny jest rozstaw profili pod panele fotowoltaiczne. Musi uwzględniać wymiary i strefy mocowania modułu, obciążenie wiatrem i śniegiem, układ half-cut oraz wymagania producenta. Odpowiednie konstrukcje pod panele fotowoltaiczne powinny jednocześnie zapewniać nośność, trwałość i dostęp promieniowania do tylnej powierzchni.
Panele bifacial – wady i ograniczenia
Najważniejsze wady paneli bifacial wynikają z zależności uzysku od projektu i warunków lokalnych. Moduł zamontowany nisko nad ciemnym dachem, z profilami zasłaniającymi tył, może nie wykorzystać swojego potencjału. Korzyść bywa niewielka również przy silnym zacienieniu, małych odstępach między rzędami albo podłożu o niskim albedo.
Wady paneli bifacial, które należy uwzględnić przed wyborem, to:
- konieczność dokładniejszego modelowania produkcji,
- większe znaczenie utrzymania podłoża i roślinności,
- ryzyko zacienienia przez profile oraz okablowanie,
- możliwy wzrost kosztu modułów lub konstrukcji,
- brak identycznego dodatkowego uzysku w każdej lokalizacji.
Większa masa nie jest cechą wszystkich modeli. Zależy od budowy produktu, zwłaszcza od zastosowania jednej lub dwóch tafli szkła. Ciężar, strefy podparcia i dopuszczalne obciążenia trzeba sprawdzić w dokumentacji technicznej.
Panele fotowoltaiczne dwustronne – opinie czy obliczenia?
Opinie o panelach fotowoltaicznych dwustronnych często dotyczą instalacji pracujących w różnych warunkach. Wyniku osiągniętego na jasnym podłożu i wysokiej konstrukcji nie można przenosić na niski dach lub teren porośnięty roślinnością. Wiarygodna ocena wymaga analizy projektu, symulacji uzysku i porównania kosztów z przewidywaną produkcją.
Trzeba też ustalić, czy porównywana jest moc przedniej strony, moc uwzględniająca promieniowanie tylne czy energia wyprodukowana w dłuższym okresie. Bez tego opinie o panelach fotowoltaicznych dwustronnych nie pozwalają rzetelnie ocenić opłacalności inwestycji.
Panele bifacjalne – czy warto je wybrać?
Odpowiedź na pytanie, czy warto wybierać panele bifacjalne, zależy od możliwości wykorzystania tylnej strony. Technologia ma dobre uzasadnienie w instalacjach naziemnych, na trackerach i wiatach zapewniających odpowiedni prześwit oraz dostęp światła odbitego. Ważne są jasne lub okresowo zaśnieżone podłoże, kontrolowany rozstaw rzędów i ograniczenie zacienienia konstrukcyjnego.
Rozważając, czy warto montować panele bifacial, należy porównać nie tylko ceny modułów, ale koszt całego systemu i przewidywaną produkcję w okresie eksploatacji. Wyższy uzysk jest korzystny, jeżeli nie wymaga nieproporcjonalnego zwiększenia powierzchni, kosztów przygotowania terenu lub obsługi.
Wybrane panele bifacjalne muszą być zgodne z układem profili i sposobem montażu. Producent modułu określa strefy podparcia, obciążenia mechaniczne i wymagania instalacyjne, których nie należy zmieniać wyłącznie w celu odsłonięcia tylnej strony. Sam moduł dwustronny bez dostosowanej konstrukcji nie zapewnia przewagi. Dobierając systemy mocowań paneli fotowoltaicznych, należy uwzględnić parametry mechaniczne oraz wpływ konstrukcji na dopływ światła od tylnej strony.
Panele bifacial – czy warto? Podsumowanie
Panele dwustronne mogą zwiększać produkcję energii z tej samej powierzchni modułów, lecz nie w każdych warunkach przyniosą taką samą korzyść. Najważniejsze są albedo podłoża, wysokość instalacji, nachylenie, odstępy między rzędami i konstrukcja, która nie zasłania tylnej powierzchni.
Ocena tego, czy warto inwestować w panele bifacial, powinna wynikać z projektu technicznego i symulacji uzysku, a nie wyłącznie z karty katalogowej. Technologia jest szczególnie uzasadniona tam, gdzie można świadomie kształtować geometrię systemu i warunki odbicia światła.