dossier sobre Solar Bifacial
tecnologia de painéis fotovoltaicos bifaciais Características principais, como obter maior rendimento e aspetos técnicos a ter em conta para escolher o inversor adequado. Krannich Solar
A tecnologia de painéis fotovoltaicos encontra-se em constante evolução, principalmente nos últimos anos nos quais a competitividade entre os fabricantes mais reconhecidos do setor não para de crescer em busca do módulo mais eficiente e que aproveite ao máximo o recurso solar. O painel fotovoltaico monofacial convencional encarrega-se de captar a irradiação apenas de um lado, no qual se encontram as células. Nos últimos anos, começa a verificar-se um maior interesse pela tecnologia de módulo bifacial que, em traços largos, podia ser definida como a capacidade que os captadores têm de produzir energia tanto pelo lado frontal, como pelo posterior. Esta tendência em painéis solares começou a desenvolver-se no mercado de forma mais clara desde início da década passada e são cada vez mais os clientes que optam por este tipo de solução, principalmente em grandes projetos, nos quais as condições do terreno para a sua execução costumam ser menos críticas. Neste caso, o módulo bifacial tem duas camadas de células fotovoltaicas com tecnologia PERC. A situada na parte superior tem por objetivo a captação da
Figura 1 Comportamento de um módulo fotovoltaico bifacial VS um convencional. Fonte: LG Electronics.
Electrical Properties (STC2) Module Maximum Power (Pmax) MPP Voltage (Vmpp) MPP Current (Impp) Open Circuit Voltage (Voc) Short Circuit Current (Isc) Module Efficiency Operating Temperature Mazimum System Voltage Maximum Series Fuse Rating Power Tolerance (%)
[W] [V] [A] [V] [A] [%] [ºC] [V] [A] [%]
Condições que influenciam o rendimento de um painel solar com tecnologia bifacial A tecnologia dos módulos fotovoltaicos bifaciais pode implicar 5 a 30% mais de produção, dependendo de uma série de condições e fatores que a seguir resumimos. Entre os aspetos a ter em conta para obter tal ganho estariam: • Inclinação e altura de montagem: a inclinação é um dos aspetos mais relevantes se quisermos aproveitar ao máximo o lado posterior do painel solar. De pouco serve a utilização deste tipo de tecnologia nas soluções coplanares pelo facto evidente de que como os módulos estão posicionados sobre a superfície a capacidade de reflexo e dispersão da radiação difusa vai ser muito reduzida. Assim, é conveniente que os módulos se encontrem inclinados, de modo a favorecer a captação pela parte posterior e também a refrigeração do módulo, evitando assim as perdas de rendimento devido à temperatura. Por outro lado, também é fundamental a altura a que se encontra o painel fotovoltaico relativamente à superfície na qual vai ser colocado. Quanto maior a altura da superfície, maior a capacidade de reflexo e maior a captação de radiação difusa. • S uperfície de reflexo ou albedo: todas as pessoas sabem que a cor das superfícies influencia a sua capacidade de armazenar calor e captar a radiação. Nas superfícies claras, este reflexo será maior e implicará um maior
Bifacial gain LG300N1T-G4 300 32.9 9.15 40.1 9.65 18.3
10% 330 32.9 10.07 40.1 10.68 20.1 -40 ~ +90 1000 20 0 ~ +3
20% 360 32.9 10.98 40.2 11.65 22.0
25% 375 33.0 11.44 40.3 12.14 22.9
Tabela 1 Aumento da produção para o modelo LG300N1T-G4. Fonte: LG Electronics.
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irradiação solar de forma direta, enquanto a camada situada na parte inferior é responsável por captar a irradiação difusa refletida sobre a superfície na qual estão posicionados os módulos. Outra das características da tecnologia bifacial é a utilização de células fotovoltaicas de alto rendimento com múltiplos bus-bar, com o objetivo de aumentar ao máximo o fluxo de eletrões. Isto resulta numa grande vantagem no caso de ocorrer alguma microrrotura parcial em alguma célula, visto que permite que o fluxo de eletrões não seja interrompido.
Expected Bifacial additional Yeld by install condition, compared to monofacial module with same nominal power Albedo of the underground Surface in practial (%)
Module mounting height from ground/roof surface (m) 0.2
0.3
0.5
0.7
1
15
Dark or wet soil, old concrete
8.6%
9.0%
9.3%
9.7%
10.0%
30
Grass, dry oil
11.3% 11.9% 12.5% 13.4%
13.9%
50
Dry sand, new concrete
14.7% 15.6% 16.6% 18.2%
19.0%
70
Old snow
17.9% 19.3% 20.6% 22.7%
23.8%
85
Fresh snow, white paint
20.3% 21.9% 23.5% 26.0%
27.3%
Tabela 2 Rendimento adicional relativamente à superfície e à altura dos módulos. Fonte: LG Electronics.