Panele dwustronne

Panele dwustronne (Bifacial) to ogniwa które mają możliwość produkowania prądu zarówno z przodu jak i z tyłu panelu. Dzieje się tak, ponieważ odbite od tylnej ściany panelu światło ponownie trafia na wytwarzającą prąd warstwę półprzewodnika. Wydajność wzrasta aż o 25%, dzięki czemu cieszą się coraz większą popularnością. Czy panele fotowoltaiczne dwustronne mają szansę stać się nowym standardem?

Panele jednostronne

Standardowym rozwiązaniem są klasyczne panele monofacial. Ich nazwa bierze się z ich właściwości - są zdolne do generowania prądu pochłaniając światło tylko z jednej strony. Ich wydajność wzrasta po zastosowaniu technologii PERC, która zwiększa absorbcję światła odbijając je od spodniej części panelu. Ma wtedy okazję wygenerować prąd drugi raz. Bardziej nowoczesnym rozwiązaniem są panele dwustronne, posiadające dwie aktywne strony absorbujące promienie słoneczne. Uzyski z tego modułu są znacznie większe niż w konkurencyjnych panelach jednostronnych.

Budowa panelu dwustronnego

Panel Bi-facial posiada dwie warstwy hartowanego szkła, zarówno z przodu jak i z tyłu panelu. Posiada dwie aktywne warstwy pochłaniające światło z obu stron modułu. W konstrukcji tego typu rezygnuje się z tylnej warstwy folii która odbija światło. Istnieją trzy możliwe konfiguracje różniące się strukturą komórek:

  • p-PERC - struktura komórek p+ - p - n+

  • heterozłącze krzemowe - cienkie warstwy krzemu amorficznego

  • n-PERC - struktura komórek p+ - n - n+

Porównanie wydajności

Na podstawie testów przeprowadzonych w Europie Środkowej stwierdzono, że wydajność paneli dwustronnych w najwyższym punkcie była większa nawet o 25% niż testowane w tych samych warunkach moduły jednostronne. Efektem zwiększenia wydajności jest obniżenie kosztów produkcji prądu a co za tym idzie szybszy zwrot inwestycji. Możemy łatwo obliczyć przyrost dla swojego panelu. Przykładowo, mając model o mocy nominalnej 365Wp, wzmacniając go o 25% uzyskane w badaniach, otrzymujemy panel o mocy 456,25Wp! Wiadomo jednak, że w rzeczywistości będą nieco niższe. Jeżeli weźmiemy pod uwagę wszystkie czynniki pogodowe, rzeczywiste zwiększenie wydajności może osiągnąć poziom od 10 do 15%, co nadal jest wystarczająco znaczące by przyciągnąć uwagę potencjalnych inwestorów.

Różnice we wzmocnieniu maksymalnym

Wydajność panelu bifacjalnego określana jest przez wskaźnik dwustronności oznaczany symbolem [Ø]. Przedstawia on stosunek nominalnej mocy tylnej do nominalnej mocy przedniej. W zależności od producenta wyniki mogą się różnić, jednak dla konkretnego rodzaju komórek bifacjalnych przyjmuje się wartości:

  • p-PERC: 0.65-0.8 [Ø]

  • Heterozłącze krzemowe 0.85-0.95 [Ø]

  • n-PERC 0.75-0.90 [Ø]


Wyraźnie widać więc, że najlepszy wskaźnik posiadają moduły z heterozłączem. To właśnie one w badaniach laboratoryjnych osiągnęły z tyłu aż 95% mocy przedniej panelu. To ciężki do pobicia rekord, który jednoznacznie sugeruje najbardziej ekonomiczne rozwiązanie. Przedstawia ono, że w stosunku do panelu przedniego traci się jedynie 5% efektywności. Warto jednak pamiętać, że ułożenie paneli również ma kluczowe znaczenie. Jakie aspekty powinno się rozważyć przed zakupem paneli dwustronnych?

Wydajność paneli w zależności od ułożenia

Montaż tego typu paneli można przeprowadzić jedynie na gruncie. Uwarunkowane jest to faktem, iż dach blokowałby dostęp promieni słonecznych od dolnej części modułu. Standardowe ułożenie paneli tego typu można przeprowadzić na trzy sposoby:

  • Skierowanie w stronę południową

  • Skierowane na wschód i zachód

  • Montaż na trackerze - systemie nadążnym

Skierowanie urządzeń na wschód lub zachód jest bardzo nieefektowne. Dodatkowym utrudnieniem jest konieczność ustawienia ich w większej odległości - około 15m, co ogranicza liczbę modułów które możemy wykorzystać na posiadanej powierzchni. Znacznie lepsze osiągi uzyskamy kierując panele na południe, pod kątem 35 stopni. To ekonomiczne rozwiązanie zapewnia najwyższą możliwą wydajność, a koszt montażu jest jednocześnie najmniejszy. Tylna strona panelu generuje wtedy nawet dodatkowe 25% energii. Kluczowe znaczenie ma jednak wysokość na której znajdują się moduły. Im wyższy stelaż, tym lepsze uzyski będziemy w stanie otrzymać. Maksymalną wydajność zapewnia jednak montaż na systemie nadążnym. Bez znaczenia które rozwiązanie wybierzemy, podłoże od którego odbijać się będzie światło również będzie miało zauważalny wpływ na pracę paneli dwustronnych. Nie można również pominąć aspektu ukształtowania powierzchni - im bardziej płaska, tym lepiej odbija promienie słoneczne. Kluczowe znaczenie ma współczynnik Albedo - zdolność odbijania światła przez powierzchnie o różnych teksturach. Im jaśniejsza powierzchnia tym lepiej! Oto lista najpopularniejszych powierzchni:

MateriałAlbedo
Śnieg 45-95%
Biały beton 60-80%
Biała membrana na dachu 80%
Szara membrana na dachu 62%
Piasek biały 60%
Biały materiał na dachu 56%
Piasek 20-40%
Beton 20-40%
Biały żwir 27%
Trawa 10-25%
Woda 8%

Jak widać, białe powierzchnie odbijają światło najbardziej efektywnie. Maksymalny wynik jaki udało się osiągnąć zawdzięczamy śniegowi - aż 95%! Decydując się na zakup paneli bifobicznych trzeba pomyśleć również o ich najbliższym otoczeniu. Lepsze uzyski mogą być osiągnięte w bardzo prosty sposób - wystarczy zmienić kolor podłoża.

Koszt paneli dwustronnych

W zależności od rodzaju wykorzystanej technologii ceny mogą ulegać zmianie. Panele jednostronne PERC kosztują około 0.32$ za każdy Wp energii które oferują. W przypadku panelu dwustronnego p-PERC koszt wyniesie również 0.32$, n-PERC to natomiast 0.35$ za Wp, a najsprawniejsze heterozłącza krzemowe będą kosztować nas już 0.37$ za Wp. Widzimy więc, że koszt jest niewiele większy niż paneli jednostronnych. Różnica wynosi zaledwie kilka centów, więc pełnowymiarowy panel kosztowałby ~20$ więcej. Biorąc pod uwagę znacznie zwiększoną efektywność, warto zainwestować nieco więcej już na samym początku i zakupić panele dwustronne. Pamiętaj - profesjonalnie wykonany montaż jest gwarancją szybkiego zwrotu kosztów inwestycji!