Dwustronne panele fotowoltaiczne

Temat paneli dwustronnych jest znany od kilku lat, jednak ich koszt wcześniej uważany był za zbyt wysoki. Jak się okazuje, uzyski energii z tego typu paneli są zauważalne, a postęp technologiczny sprawia, że może nastąpić wzrost zainteresowania takim rozwiązaniem. Największą farmą na świecie posiadającą ogniwa opatrzone obustronnie szkłem jest japońska Hokuto Solar Plant o mocy około 1 MW. Jednym z producentów ogniw dwustronnych jest włoski MegaCell powiązany z niemieckim instytutem ISC Konstanz. MegaGroup podpisało już umowy w Europie, Egipcie oraz Chile na realizację dużych farm opartych o wykorzystanie tej technologii.

Dwustronne panele słoneczne zbudowane są z ogniw, które absorbują energię słoneczną zarówno stroną przednią jak i tylną, a następnie konwertują na energię elektryczną. Sprawność tej zamiany wynosi zazwyczaj blisko 20 proc. dla strony przedniej oraz 12-15 proc. dla strony tylnej. Istnieją takie zastosowania, które pozwalają uzyskać nawet 50 proc. wyższy uzysk z zainstalowanej mocy paneli PV w porównaniu do standardowej instalacji. Dodatkowy uzysk zależy od ilości dodatkowego promieniowania słonecznego, które dociera do tylnej części ogniwa. Warunek ten sprawia, że dwustronne baterie słoneczne to urządzenia do zastosowań specjalnych i BIPV czyli zintegrowanych z budynkiem.

Dotychczas pozostawały one w cieniu, ponieważ uważano je za zbyt kosztowne, jednocześnie nie dostrzegano dużego potencjału konwersji promieniowania odbitego. Obecnie technologia ta podlega ulepszeniu, a badania rynku pokazują, że ich udział się zwiększa. Aktualnie, dzięki wprowadzeniu technologii PERC m.in. przez takie firmy jak Q-cells, REC, Trina Solar oraz Sunrise ogniwa dwustronne stanowią 6 proc. rynku. Wielu producentów wprowadza ponadto ogniwa bazujące na podwójnym szkle, gdyż staje się ono coraz tańsze i zapewnia dłuższą żywotność panelom. W sytuacji kiedy panele obustronne w pełni wkroczą na rynek, zaczną się problemy z wyznaczeniem standardu projektowania i pomiaru. Dodatkowo trzeba będzie szukać takich miejsc montażu, które nie będą powodować zacienienia. Konieczne staną się bardziej skomplikowane symulacje mające na celu porównywanie uzysku z takich paneli w stosunku do standardowych modułów. Zgodnie z obecnymi szacunkami wynosi on około 30 proc.

Aktualnie w Chile realizowany jest projekt mający wykorzystywać dwustronne ogniwa. Farma La Hormiga ma mieć docelowo moc 2,5 MWp i składać się z 9180 paneli firmy MegaCell, o mocy 270 Wp każdy. Zgodnie z oczekiwaniami pozwoli ona na uzysk energii na poziomie 5,78 GWh rocznie. Poza Chile, MegaGroup realizuje również projekty w Europie i Egipcie. W przypadku standardowo pochylonych paneli ich tylna powierzchnia może generować dodatkowo do 30 proc. energii – szczególnie na tle powierzchni z wysokim współczynnikiem albedo. Takie rozwiązanie wykorzystano również w Chile. Biorąc pod uwagę niezwykle korzystne warunki nasłonecznienia w tym rejonie, dodatkowy uzysk powinien mieścić się właśnie w górnych granicach prognoz.

Nie da się ukryć, że wyznacznikiem opłacalności instalacji tego typu rozwiązań jest współczynnik albedo. W zależności od podłoża przyjmuje on inne wartości. Wynoszą one w przybliżeniu: 8 proc. dla wody, 13 proc. dla ciemnej gleby, 35 proc. dla suchego piasku, 80 – 90 proc. dla połyskującej powierzchni dachu, a dla świeżego śniegu nawet 95 proc. ważna jest również wysokość montażu od podłoża i odstępy między rzędami, a także możliwość instalacji na trackerach. Aby osiągnąć taki sam jak dla ogniw dwustronnych o sprawności 20 proc. (dających uzysk zwiększony o 15 proc.)  uzysk energii w kWh z kWp, trzeba by było zastosować drogie ogniwa jednostronne o sprawności minimum 23 proc.

Gdy ze względów technicznych bateria słoneczna musi być ustawiona pod kątem 90 stopni do podłoża największe korzyści przyniesie zastosowanie dwustronnej baterii słonecznej zamiast standardowej. Mogą one zatem pełnić rolę balustrad, ogrodzeń lub zadaszeń budynków. W przypadku paneli dwustronnych ustawionych pionowo uzysk zwiększa się nawet o 50 proc. Dzieje się tak z uwagi na dużą ilość promieniowania odbitego docierającego do ogniw z obu stron oraz na obustronne oświetlenie instalacji promieniowaniem bezpośrednim o różnych porach dnia.

Postępy w stosowanej technologii to główna przesłanka decydująca o zwiększonym zainteresowaniu panelami dwustronnymi. Ogniwa pokryte szkłem z obu stron gwarantują ponadto dłuższą żywotność. Dodatkowo koszt wytworzenia obustronnego ogniwa o sprawności 20 proc. jest niższy niż w przypadku ogniwa jednostronnego o sprawności rzędu 23 proc., przynosząc jednocześnie podobny uzysk energii. Ogniwa obustronne, z uwagi na ogromny potencjał wykorzystania bez inwestycji w dodatkowe elementy montażowe mogą stać się niezwykle pożądane w przypadku płaskich dachów i gruntu. Staną się konkurencyjne głównie w okresie zimowym, kiedy wartość albedo świeżego śniegu pozwoli na dużo większe uzyski niż w przypadku standardowych instalacji. Co więcej takie moduły mogą znacznie obniżyć koszty całego systemu oraz do redukcji powierzchni, co wiąże się jednocześnie z mniejszymi kosztami konserwacji.

Previous Article

Pierwszy krok ku transformacji gospodarki w stronę niskoemisyjności

Next Article

Kogeneracja. Czym jest i jakie stwarza możliwości?

Dodaj komentarz