W dobie rosnącej świadomości ekologicznej i globalnej debaty na temat zmian klimatycznych, odnawialne źródła energii zyskują na znaczeniu jako kluczowe rozwiązania dla przyszłości energetyki. Energia odnawialna staje się jednym z najbardziej popularnych i dostępnych źródeł zielonej energii, co sprawia, że innowacje w dziedzinie technologii fotowoltaicznych są nie tylko pożądane, ale wręcz konieczne. W tym kontekście, panele bifacial, choć nadal stosunkowo młode na rynku, zyskują na popularności i stają się atrakcyjną alternatywą dla tradycyjnych modułów. W niniejszym artykule przyjrzymy się szczegółowo tej nowatorskiej technologii, która ma potencjał zrewolucjonizować sposób, w jaki wykorzystujemy energię słoneczną.


Spis treści:

  • Czym są panele fotowoltaiczne bifacial?
  • Jak działa dwustronny moduł fotowoltaiczny?
    • Fotowoltaika od JB Energia. Zobacz wykonanie instalacji fotowoltaicznej na modułach LG Neon 2 BiFacial
  • Jak zbudowane są panele dwustronne? Budowa paneli bifacial
  • Co pod dwustronne panele fotowoltaiczne?
  • Co wysypać pod panele fotowoltaiczne dwustronne?

Czym są panele fotowoltaiczne bifacial?

Panele fotowoltaiczne bifacial, inaczej dwustronne, to zaawansowany rodzaj modułów fotowoltaicznych, które są zdolne do absorpcji promieniowania słonecznego z obu stron modułu. W przeciwieństwie do tradycyjnych paneli monofacjalnych, które są w stanie przetwarzać energię słoneczną tylko z jednej strony, panele bifacial wykorzystują zarówno powierzchnię przednią, jak i tylną, co zwiększa ich wydajność energetyczną. W rezultacie, technologia ta może prowadzić do większej ilości wyprodukowanej energii, nawet o 10-30% w stosunku do paneli jednostronnych.

Wprowadzenie na rynek paneli dwustronnych miało miejsce w ostatniej dekadzie, a ich rozwój jest ściśle powiązany z postępem w dziedzinie materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem. Dzięki temu, że materiały te są przezroczyste dla światła, promienie mogą przenikać przez panel i być absorbowane również na jego tylnej stronie. Wykorzystanie tej dodatkowej energii przyczynia się do zwiększenia wydajności ogniw, co sprawia, że są one coraz częściej wybierane przez inwestorów, zarówno na skalę indywidualną, jak i przemysłową.

Jak działa dwustronny moduł fotowoltaiczny? 

Moduły bifacial działa na podobnej zasadzie jak tradycyjny panel fotowoltaiczny, z tą różnicą, że jest zdolny do absorpcji promieniowania słonecznego z obu stron. Poniżej przedstawiamy zasadę działania panelu fotowoltaicznego bifacialnych:

  1. Absorpcja promieniowania słonecznego: Panele te są zbudowane z materiałów półprzewodnikowych, takich jak krzem, które są przezroczyste dla światła słonecznego. Dzięki temu, padające promienie słoneczne przenikają przez ogniwa i są absorbowane zarówno na przedniej, jak i tylnej stronie. Moduły dwustronne wytwarzają energię z obu stron, przez co jest bardziej wydajny. Zaleca się, żeby były one montowane na południe. Wynika to z faktu, że wytworzą one więcej energii słonecznej, niż w przypadku orientacji wschód-zachód. Istnieje też możliwość montażu tych modułów na specjalnym systemie nadążnym tj. tracker słoneczny. Dzięki temu jesteśmy w stanie pełni wykorzystać potencjał technologii bifacial. 
  2. Wytwarzanie prądu elektrycznego: Pochłanianie światło powoduje, że w półprzewodnikowym materiale panelu powstaje naprężenie elektryczne. W rezultacie, elektrony są wprawiane w ruch, co prowadzi do przepływu prądu elektrycznego. 
  3. Optymalizacja wydajności: Są szczególnie efektywne w sytuacjach, gdy odbicie światła słonecznego od powierzchni pod panelami (np. od białego dachu, betonu czy pokrytej śniegiem ziemi) jest znaczące. Dzięki temu, panele wykorzystują dodatkowe odbite światło słoneczne, co zwiększa ich wydajność energetyczną.
  4. Przekształcanie prądu: Wyprodukowany prąd elektryczny jest prądem stałym (DC) i musi zostać przekształcony na prąd przemienny (AC), aby mógł być wykorzystany w domowych instalacjach elektrycznych lub przesłany do sieci energetycznej. W tym celu stosuje się falowniki, które konwertują prąd stały na prąd przemienny.
Panele bifacial budowa
Budowa Panelu Fotowoltaiczne Bifacial

Panel te absorbuje światło z obu stron, przekształcając je w energię elektryczną, dzięki czemu może wykazywać większą wydajność energetyczną w porównaniu z tradycyjnymi monofacjalnymi. Generuje on większe uzyski, jest on znacznie wydajniejszy, niż tradycyjnie montowane jednostronne moduły.

Fotowoltaika od JB Energia. Zobacz wykonanie instalacji fotowoltaicznej na modułach LG Neon 2 BiFacial

LG Solar to jedno z największych przedsiębiorstw, którzy zajmują się m.in produkcją paneli bifacjalnych. Poniżej przedstawimy jedną z naszych wybranych realizacje, gdzie zainstalowano moduł LG o wyższej efektywności i wydajności

Lokalizacja: Tarnów

Moduły bifacjalne o mocy 450 Wp 

Kąt nachylenia: 32 stopnie.

Jak zbudowane są panele dwustronne? Budowa paneli bifacial

Panele bifacial składają się z kilku warstw i komponentów, które współpracują ze sobą w celu przekształcenia promieniowania słonecznego w prąd stały. Oto główne elementy ich budowy:

  1. Warstwa szkła hartowanego: Zamiast folii ochronnej, panele te mają przezroczystą warstwę szyby z obu stron (glass-glass), co pozwala na przenikanie światła słonecznego i produkcję energii elektrycznej zarówno na przedniej, jak i tylnej stronie modułu.
  2. Warstwa półprzewodnikowa: Pomiędzy warstwami szkła znajduje się cienkowarstwowy materiał półprzewodnikowy, zwykle oparty na krzemie. W przypadku paneli dwustronnych, stosuje się krzem monokrystaliczny lub polikrystaliczny o przezroczystych właściwościach, które umożliwiają absorpcję światła z obu stron.
  3. Ogniwa fotowoltaiczne: W warstwie półprzewodnikowej umieszczone są ogniwa fotowoltaiczne, które są odpowiedzialne za przekształcanie światła słonecznego w prąd. W panelach bifacial, ogniwa mają zdolność do absorbowania promieniowania słonecznego z obu stron, co zwiększa ich wydajność energetyczną.
  4. Warstwa antyrefleksyjna: Na powierzchni ogniw fotowoltaicznych znajduje się cienka warstwa antyrefleksyjna, która zwiększa przepuszczalność światła i zmniejsza straty energii związane z odbiciem.
  5. Przewodniki elektryczne: Panele słoneczne mają przewodniki elektryczne, które łączą poszczególne ogniwa fotowoltaiczne ze sobą. W panelach tych, przewodniki są zaprojektowane w taki sposób, aby minimalizować straty energii, jednocześnie zapewniając skuteczną transmisję ładunku elektrycznego.
  6. Warstwa izolacji: Na obu stronach ogniw znajduje się warstwa izolacji, która chroni moduł przed wilgocią, kurzem i innymi czynnikami zewnętrznymi, które mogłyby wpłynąć na jego wydajność.
  7. Ramka i mocowanie: Ramka panelu utrzymuje moduł w odpowiedniej pozycji, zapewniając jego stabilność. Mocowania i uchwyty są specjalnie zaprojektowane, aby umożliwić swobodny przepływ światła] na jego tylnej stronie, zwiększając tym samym jego wydajność energetyczną.

Co pod dwustronne panele fotowoltaiczne?

Aby jak najlepiej wykorzystać potencjał paneli fotowoltaicznych bifacialnych, ważne jest, aby odpowiednio je instalować. Należy przygotować powierzchnię pod nimi, tak aby promienie odbite od podłoża mogły być efektywnie absorbowane przez tylną stronę modułu. Oto kilka opcji i materiałów, które można zastosować pod panelami bifacialnymi, które mają wysoki współczynnik albedo:

  1. Białe lub jasne powierzchnie: Białe lub jasne powierzchnie, takie jak białe dachy, białe membrany, jasny beton czy jasne żwiry, zwiększają ilość odbitego światła i poprawiają ich wydajność. Dzięki temu mogą wytwarzać znacznie więcej energii.
  2. Powierzchnie zewnętrzne o wysokim współczynniku odbicia: Materiały o wysokim współczynniku odbicia, takie jak lustra, metalowe powierzchnie czy specjalne powłoki, mogą zwiększyć ilość światła odbitego pod panele bifacialne.
  3. Roślinność: Roślinność o jasnych liściach, takich jak trawy, może również zwiększać odbicie światła słonecznego, jednak warto pamiętać, że konieczne jest regularne utrzymanie i przycinanie roślin, aby nie zasłaniały i nie ograniczały dostępu światła.

Oprócz wyboru odpowiedniego materiału pod panelami, ważne jest także zapewnienie odpowiedniego montażu i wysokości, aby umożliwić swobodne odbicie światła oraz osiągnąć wyższą wydajność. W przypadku instalacji na dachach, montaż modułów PV na specjalnych uchwytach o odpowiedniej wysokości może zwiększyć wykorzystanie odbitego światła. W przypadku instalacji naziemnych, moduły bifacialne można zamontować na konstrukcjach, które utrzymują je na odpowiedniej wysokości nad ziemią, co pozwala na optymalne odbicie i absorpcję światła słonecznego.

Co wysypać pod panele fotowoltaiczne dwustronne?

Aby zwiększyć wydajność modułów, warto wysypać pod nimi materiały o wysokim współczynniku odbicia światła słonecznego. Oto kilka materiałów, które można rozważyć do wysypania pod panelami bifacialnymi:

  1. Jasne żwiry: Wysypanie jasnych żwirów może zwiększyć odbicie światła i poprawić wydajność. Należy jednak pamiętać, że żwir powinien być utrzymany w czystości i odpowiednio rozłożony, aby zapewnić optymalne odbicie światła.
  2. Biała piaskownica: Piasek o jasnym odcieniu może również służyć jako powierzchnia odbijająca światło. Warto jednak zwrócić uwagę na utrzymanie czystości piasku oraz na jego odpowiednie rozłożenie.
Maciej Spałek