La tecnología bifacial para paneles solares ha existido casi tanto tiempo como los propios paneles solares. Sin embargo, no fue hasta 2018 cuando esta tecnología se implementó de manera efectiva en la industria a gran escala.
Podemos decir, por lo tanto, que la tecnología bifacial es un desarrollo relativamente nuevo en el diseño de paneles solares que presenta tanto oportunidades como desafíos. Los módulos solares bifaciales son módulos que generan energía tanto en su parte frontal como en su parte trasera, basados en células solares con dos caras activas.
Principios de la tecnología bifacial
Mientras que la producción de energía de los paneles solares tradicionales monofaciales es relativamente fácil de predecir, los paneles bifaciales presentan un desafío adicional. Esto se debe a que la producción de energía de los paneles solares bifaciales no solo depende de la absorción relativamente sencilla de la luz solar directa en la parte frontal, sino también del flujo menos directo de luz reflejada o difusa en la parte trasera.
La fórmula general para determinar la generación total de energía de un panel solar bifacial es la suma de la producción de energía en la parte frontal y en la parte trasera. Sin embargo, como la producción de energía en la parte trasera es mucho más difícil de calcular, el cálculo total de la salida de energía bifacial requiere cierta innovación en la industria.
En la mayoría de los casos, los expertos de la industria calculan la generación de energía en la parte trasera de un panel bifacial en términos de ganancia bifacial, como una fracción de la energía producida por la parte frontal del módulo. Dado que la luz que llega a la parte trasera del módulo se comporta de manera diferente a la luz que llega a la parte frontal, los módulos bifaciales deben entenderse en términos de relación bifacial (es decir, la relación de irradiación en la parte trasera con respecto a la parte frontal) y bifacialidad del módulo (es decir, la relación de eficiencia de conversión de energía entre la parte frontal y la parte trasera).
La irradiación en la parte trasera también depende de factores como la luz solar reflejada desde el suelo y la luz solar difusa a través de la atmósfera. Al intentar comprender el nivel de irradiación reflejada desde una superficie sólida, los profesionales de la industria deben tener en cuenta el coeficiente de reflexión de la superficie, conocido como albedo. Otros factores relevantes incluyen el sombreado, la altura del módulo y la distancia entre las diferentes filas de módulos (pitch).
Módulos solares monofaciales vs bifaciales
A nivel de estructura celular, la superficie posterior de las células solares monofaciales tradicionales es de aluminio, lo cual bloquea la absorción de luz en la parte trasera. Para optimizar las células bifaciales, se requiere adoptar un proceso de texturización alcalina bifacial para garantizar la misma estructura de captura de luz en ambos lados.
Diferentes tipos y tecnologías de células tienen diferentes tasas de bifacialidad, que definen la relación entre la eficiencia de la parte frontal y la eficiencia de la parte trasera. Las tecnologías de células de tipo N, como HJT y TOPCon, tienen una mayor bifacialidad en comparación con PERC.
Los módulos monofaciales suelen incluir una lámina trasera sólida que bloquea cualquier posibilidad de capturar luz en la parte trasera.
Sin embargo, en el caso de los paneles bifaciales, la parte trasera requiere un material translúcido que permita el paso de la luz solar. Muchos diseños de paneles bifaciales, incluido el de Trina Solar, utilizan una estructura de doble vidrio para este propósito.
Los fabricantes tienden a preferir paneles de vidrio tanto en la parte frontal como en la parte trasera de un módulo bifacial debido a que estos diseños tienden a transmitir mejor la luz y son más resistentes a las inclemencias del tiempo, a la permeación de la humedad, a la corrosión y tienen una mayor capacidad de carga mecánica. Por esta razón, los módulos solares bifaciales de vanguardia de Trina Solar utilizan diseños de vidrio-glass innovadores para maximizar la generación total de energía.
¿Cómo se calcula la ganancia bifacial?
Las células solares bifaciales permiten la absorción de luz también en la parte posterior de la célula, lo que aumenta el rendimiento energético de un módulo bifacial, Yb, en comparación con el rendimiento energético de un módulo monofacial instalado en las mismas condiciones, Ym, mediante BG = (Yb - Ym) / Ym, la ganancia bifacial. Este artículo presenta un modelo de simulación para predecir la ganancia bifacial de módulos fotovoltaicos bifaciales (autónomos e integrados en un campo fotovoltaico). El modelo se ha implementado como una herramienta de software y se muestran los resultados obtenidos aplicando la herramienta a diversas configuraciones de sistemas relevantes (albedo del suelo, ubicaciones geográficas, altura e inclinación del módulo, fracción de irradiación difusa). Estos resultados permiten determinar los parámetros de instalación óptimos para obtener la mayor ganancia bifacial en un sitio de instalación dado. Por último, la herramienta se valida comparando los resultados simulados con la ganancia bifacial real monitoreada en módulos bifaciales durante varios meses en un sitio de prueba al aire libre.
¿Qué es el factor de bifacialidad de PVsyst?
En PVsyst, los módulos fotovoltaicos bifaciales se caracterizan por un único parámetro, el factor de bifacialidad, que es la relación entre la eficiencia STC de la parte trasera y la eficiencia de la parte frontal.
Consultas habituales
- ¿Cuál es la diferencia entre los paneles solares monofaciales y bifaciales?
- ¿Cómo se calcula la ganancia bifacial en los paneles solares bifaciales?
- ¿Cuáles son los beneficios de utilizar paneles solares bifaciales en un proyecto solar?
- ¿Qué factores afectan la irradiación en la parte trasera de un panel solar bifacial?
- ¿Por qué los fabricantes prefieren utilizar paneles de vidrio en los paneles solares bifaciales?
Los paneles solares bifaciales con un factor de bifacialidad adecuado pueden aumentar significativamente la eficiencia y la generación de energía de un sistema fotovoltaico. La tecnología bifacial presenta desafíos adicionales en términos de cálculo de la producción de energía, pero con la innovación adecuada y las herramientas de simulación, es posible optimizar el diseño y maximizar la ganancia bifacial. Con un enfoque adecuado en la elección de materiales y diseños, los paneles solares bifaciales pueden ser una excelente opción para proyectos solares de todos los tamaños.
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