Team SBLa búsqueda de tecnologías de paneles solares de mayor eficiencia ha sido implacable desde la llegada de los paneles solares. El panel solar bifacial es uno de los módulos avanzados de mayor eficiencia y ha estado en constante evolución durante las últimas décadas.
Este artículo le ayudará a conocer los paneles bifaciales al revés. Mientras tanto, tendrá una mejor idea de su adopción en proyectos y de cómo esta tecnología se fusiona con otras innovaciones.
¿Qué es el panel solar bifacial?
En realidad, la tecnología de paneles solares bifaciales ha una historia más rica de lo que puedas imaginar, ya que el concepto se investigó por primera vez a principios de la década de 1960. Luego, en 1966, se desarrolló un prototipo de celda bifacial. Después de más de una década de esfuerzos, la primera producción y comercialización comercial de paneles fotovoltaicos bifaciales comenzó en el primeros 1980s.
Vale la pena mencionar desde el principio que, a partir de ahora, la tecnología bifacial se aplica principalmente a los paneles solares tradicionales basados en c-Si.
Estructura de paneles bifaciales
A diferencia de los paneles c-Si monofaciales tradicionales, que solo aprovechan la luz solar desde el frente, los paneles bifaciales tienen un diseño simple pero innovador que les permite generar electricidad tanto por la parte delantera como por la trasera.
En la mayoría de los casos, los paneles solares bifaciales son paneles de unión simple, y su capa de absorción o fotovoltaica está compuesta por los mismos materiales, dispuestos en una arquitectura similar a la de los paneles monofaciales.
El sistema diferencia clave La diferencia entre los típicos paneles bifaciales y monofaciales reside en su lámina posterior.
A diferencia de los paneles tradicionales que utilizan una lámina posterior opaca, los paneles bifaciales presentan una lámina posterior transparente o un diseño de doble vidrio. Generalmente, el cristal frontal es más grueso para una mayor durabilidad, mientras que el cristal trasero es más delgado para una transmisión de luz óptima. Este diseño es crucial para capturar la luz de ambos lados, mejorando así la capacidad del panel para capturar la luz solar directa y reflejada (albedo) eficientemente.
Más allá del diseño de doble cristal, las demás partes son básicamente iguales. Las células primero se intercalan entre capas de encapsulación antes de asegurarlas con vidrio. Si bien un marco proporciona integridad estructural adicional, no es imprescindible. Algunos paneles bifaciales tienen un diseño sin marco para adaptarse a aplicaciones particulares.
¿Cómo funciona un panel solar bifacial?
Una ronda de operación finaliza para un panel monofacial después de que la luz incidente incide en el lado frontal del panel y es absorbida y convertida en electricidad.
Para un panel solar bifacial, además de la conversión frontal, parte de la luz directa pasaría a través del panel y sería reflejada hacia la parte trasera por la superficie de abajo. Por otro lado, la luz ambiental, difusa y reflejada, también puede llegar a la parte trasera. Juntos, estos tipos de luz pueden participar en el proceso de conversión de energía desde la parte trasera del panel.
Al capturar la luz de ambos lados, los paneles bifaciales pueden aumentar la producción de energía al 5-30% en comparación con productos monofaciales, dependiendo de las condiciones de instalación y la reflectividad de la superficie.
¿Cuándo utilizar paneles bifaciales?
Estos paneles resultan especialmente ventajosos en determinados escenarios debido a su capacidad de captar la luz solar desde ambos lados. Aquí hay algunas situaciones en las que usarlos es más beneficioso:
Granjas solares montadas en el suelo
Se ha demostrado que los paneles bifaciales son muy adecuados para instalaciones montadas en el suelo. Estos sitios son generalmente grandes campos abiertos donde hay suficiente espacio para que la luz se refleje en el suelo, lo que puede aumentar significativamente la eficiencia de los paneles bifaciales.
Entornos altamente reflectantes
Las superficies altamente reflectantes, como nieve, arena, agua, techos blancos o superficies de colores claros, pueden reflejar una cantidad sustancial de luz hacia arriba, lo que ayuda a maximizar el potencial de generación de energía de los paneles bifaciales.
De mayor importancia es que la instalación de paneles bifaciales sobre cuerpos de agua y cultivos contribuye a los méritos de flotatovoltaica y agrofotovoltaica, respectivamente. Estas prácticas muestran cómo la tecnología solar puede crear beneficios sinérgicos para otros sectores.
Instalaciones elevadas
Los paneles solares bifaciales pueden ser eficaces cuando se instalan en estructuras elevadas como marquesinas, marquesinas y pérgolas solares. La elevación permite que más luz solar se refleje en las superficies circundantes y llegue a la parte inferior de estos paneles, aumentando la producción de energía.
Además, el empleo de paneles bifaciales puede minimizar el uso de estructuras o piezas de soporte, lo que potencialmente reduce el costo del proyecto.
Aplicaciones verticales y BIPV
Los módulos solares bifaciales pueden capturar la luz solar de ambos lados, reduciendo su gran dependencia de ángulos de inclinación óptimos. Esta característica les permite instalarse verticalmente para recolectar energía en varios ángulos de las trayectorias de luz.
Cuando se configuran con vidrio estructural de alta resistencia, pueden convertirse en un tipo de "fachadas solares". Otras aplicaciones de nicho incluyen la integración de paneles bifaciales en farolas solares verticales.
Liberar el potencial de los paneles bifaciales: aspectos a considerar
Para liberar el potencial de los paneles solares bifaciales, es necesario considerar varios aspectos que influyen en su rendimiento, rendimiento energético y también en su viabilidad económica general.
Albedo superficial y nivel de difusión de la luz
Las ganancias de la parte trasera de los paneles bifaciales están muy influenciadas por el albedo, que es el reflectividad de la superficie debajo de los paneles.
Entre todos, la nieve tiene uno de los valores de albedo más altos, lo que refleja 80% a% 90 de la luz del sol. Otras superficies sobre las cuales comúnmente se instalan módulos bifaciales incluyen concreto nuevo, arena y pasto verde. Estas superficies tienen rangos de albedo: 0.40-0.55, 0.30-0.40 y 0.20-0.25, respectivamente.
La grava blanca o los materiales reflectantes para tejados también presentan altos valores de albedo. Cuando se planifica utilizar paneles bifaciales para proyectos de tejados, se sugiere elegir estos materiales.
Además, la luz difusa también desempeña un papel en la conversión de energía en la parte trasera. Por lo tanto, los proyectos ubicados en áreas con altos niveles de luz difusa también pueden obtener buenos resultados con el uso de paneles bifaciales eficientes.
Altura, orientación y ángulo de inclinación
En general, una instalación más alta de los paneles o conjunto permite que llegue más luz reflejada a la parte trasera. La orientación con respecto a la trayectoria del sol y la ubicación geográfica también tiene un gran impacto en el rendimiento bifacial. Lo ideal es que los paneles bifaciales estén alineados para garantizar la máxima exposición a la luz solar en ambos lados durante todo el día. Además, el ángulo de inclinación debe optimizarse en función de la latitud local para maximizar la captura de radiación solar.
Gestión de sombreado
Los paneles solares bifaciales son más sensibles a la sombra en ambos lados. De lo contrario, puede que no sea necesario cambiar su elección de tecnología monofacial a bifacial.
Asegúrese de minimizar los árboles, edificios u otras obstrucciones circundantes que puedan proyectar sombras. También, espacio adecuado entre filas de paneles bifaciales es crucial para evitar la sombra.
Diseño electrico
Al igual que los proyectos de paneles solares monofaciales, estar equipados con electrónica de potencia a nivel de módulo. como microinversores puede aprovechar los beneficios de la tecnología MPPT para la optimización y el monitoreo a nivel de módulo. Esta configuración facilita aún más la optimización de la altura, orientación y ángulo de inclinación de los paneles, lo que ayuda a elevar la eficiencia y la producción del sistema.
Consideraciones económicas
Los paneles bifaciales generalmente tienen un costo inicial más alto en comparación con los paneles monofaciales tradicionales. Sin embargo, el mayor rendimiento puede compensar estos costos con el tiempo, especialmente en proyectos a gran escala con altas tarifas eléctricas o espacio limitado.
En algunas regiones, los paneles bifaciales pueden beneficiarse de exenciones arancelarias, lo que los hace más atractivos económicamente en comparación con los paneles tradicionales.
Resumiendo los pros y los contras de los paneles bifaciales
Ahora, volvamos a un tema que ha sido una prioridad para muchas personas: ¿cuáles son los pros y los contras de los paneles solares bifaciales?
Ventajas de los paneles bifaciales
- Mayor eficiencia y mayor producción: Los paneles solares bifaciales tienen la capacidad de capturar y convertir no solo la luz solar directa sino también la luz reflejada del suelo. Su capacidad de doble cara También hace que funcionen mejor en condiciones de luz difusa, como durante días nublados o temprano en la mañana. Al aprovechar la luz adicional, los paneles bifaciales proporcionan una mayor eficiencia y rendimiento general. Los fabricantes especifican que estos paneles pueden aprovechar hasta 30% más de energía que los paneles monofaciales tradicionales.
- Mayor durabilidad y longevidad: Estos paneles suelen estar construidos con vidrio templado en ambos lados para brindar mayor Protección contra factores ambientales y daños físicos, lo que resulta en una mayor durabilidad y longevidad.
- Instalaciones verticales y especiales: Con una dependencia relativamente menor de la luz directa, los paneles bifaciales se pueden instalar verticalmente, lo que resulta especialmente beneficioso en instalaciones especiales como farolas verticales, vallas solares bifaciales y fachadas solares bifaciales.
- Atractivo estético: Estos paneles no solo brindan un rendimiento excepcional sino también una estética elegante y sofisticada. Esto los convierte en una opción atractiva para elementos arquitectónicos como pérgolas y marquesinas, añadiendo un toque de elegancia al espacio exterior.
Contras de los paneles bifaciales
- Mayores costos: Estos paneles avanzados tienden a ser más caros de producir debido a su diseño único. Los costos adicionales también surgen de la necesidad de sistemas de montaje especializados y posibles modificaciones de la superficie (para aumentar la reflectividad).
- Sensibilidad a la sombra: Para maximizar su producción de energía, los paneles solares bifaciales requieren una sombra mínima. Al igual que el albedo de la superficie, la sombra del sitio es otro factor clave para sopesar si es económicamente beneficioso optar por esta tecnología.
- Consideraciones de instalación: Las consideraciones de albedo de la superficie y sombreado, el aumento de peso y los problemas asociados relevantes hacen que la instalación de paneles solares bifaciales sea más complicada, lo que aumenta los costos del proyecto y potencialmente limita su uso.
Bonificación n.º 1: ¿Qué es la "bifacialidad" de los paneles bifaciales?
Hasta ahora hemos cubierto los principales temas sobre paneles solares bifaciales. Aquí ofrecemos un par de bonificaciones para ayudarle a profundizar en este ámbito.
Primero viene el término que quizás hayas visto en el manual de especificaciones de estos paneles: "bifacialidad".
Se refiere a su capacidad para generar electricidad desde ambos lados. Esta característica se cuantifica mediante el 'factor de bifacialidad', que es la relación entre la eficiencia de la parte trasera y la de la parte delantera. bajo las mismas condiciones de irradiancia. Es una métrica clave utilizada para medir la eficiencia general de los paneles bifaciales, proporcionando un punto de referencia para ayudar a evaluar si este modelo específico de panel es adecuado para ese proyecto determinado o no.
El factor de bifacialidad se puede determinar mediante la siguiente fórmula:
Este cálculo normalmente implica una combinación de mediciones de campo y simulaciones por computadora. Normalmente, este factor es inferior a 1, lo que indica que la parte trasera es generalmente menos eficiente que la delantera debido a factores como diferentes propiedades ópticas y problemas de sombreado.
Bonificación n.º 2: ¿Qué significa "bifacializar"?
El término "bifacializar" no se utiliza mucho en la industria, pero se refiere al proceso de diseño y fabricación de paneles solares para aprovechar la energía tanto de la parte delantera como de la trasera, aumentando la eficiencia general y la producción de energía.
Aunque se cree que un bifacialización del monofacial tradicional es un proceso maduro ahora, los científicos y fabricantes están tratando de agregar la capacidad bifacial a los productos actuales de alta gama.
Aunque bifacialización de células monofaciales tradicionales se ha convertido en un proceso bien establecido, los investigadores y fabricantes ahora se centran en integrar capacidades bifaciales en productos avanzados de alto rendimiento para un mayor impulso.
Las prácticas de la industria han demostrado que es factible bifacializar la mayoría de las tecnologías actuales avanzadas de paneles solares de alta eficiencia.
Por ejemplo, la integración de la tecnología bifacial en los paneles PERC permite la absorción de la luz dispersa y reflejada en la parte posterior del módulo, proporcionando una bifacialidad cercana a 80% y aumentar la producción de energía hasta en un 30%.
Más allá de los módulos PERC bifaciales, otros paneles de alta gama como IBC, TOPCon y HJT también se pueden integrar con tecnología bifacial. Durante el proceso, se utilizarían nuevos materiales, capas adicionales (por ejemplo, revestimiento y pasivación), nueva arquitectura (por ejemplo, uniones múltiples) y otras modificaciones necesarias.
Para terminar
Los paneles solares bifaciales están preparados para un futuro brillante, con su cuota de mercado en aumento.
Sin embargo, el hecho de que puedan alcanzar su factor de bifacialidad nominal y la mayor eficiencia y rendimiento energético resultantes esperados están estrechamente relacionados con una serie de factores ambientales y de instalación.
En pocas palabras, los paneles bifaciales ofrecen beneficios convincentes, pero es posible que no ofrezcan un retorno de la inversión universal impresionante para cada proyecto.
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