Panele dwustronne są dostępne na rynku już od dłuższego czasu. Jednak we wrześniu 2023 r. indyjscy naukowcy zaprezentowali nowy model ustawiania dwustronnych paneli słonecznych w taki sposób, aby były jeszcze efektywniejsze.
Czym są dwustronne panele fotowoltaiczne?
Tradycyjne, jednostronne panele fotowoltaiczne nazywane są również monofacial. Dlatego zazwyczaj montowane są na dachach budynków, w taki sposób, że spodnia część panelu nie ma dostępu do światła. Obecnie popularną technologią, która ma zwiększać wydajność jednostronnych paneli fotowoltaicznych jest technologia PERC. Zwiększa ona absorpcję światła, dzięki umożliwieniu produkcji prądu za pomocą światła odbitego od spodniej części ogniwa.
Alternatywą do jednostronnych paneli fotowoltaicznych są panele dwustronne, nazywane również bi-facial. Charakteryzują się posiadaniem aktywnych paneli z dwóch stron. Absorbują one więc zarówno światło, które pada od góry, jak i te odbite, padające od dołu modułu. Dzięki temu ich wydajność jest znacznie większa niż jednostronnych paneli fotowoltaicznych.
Dotychczasowe sposoby ustawiania paneli dwustronnych
Dwustronnych paneli fotowoltaicznych nie montuje się na dachu. To główna różnica między montażem jednostronnych a dwustronnych modułów. W przypadku tych drugich mowa jest wyłącznie o montażu na gruncie. Dotychczas montowano je na wybrany spośród 3 sposobów:
- pionowo wschód-zachód,
- w kierunku południowym,
- na jednoosiowym systemie nadążnym.
W przypadku ustawienie wschód-zachód panele muszą być od siebie oddalone o ok. 15 m. Sprawia to, że duża ilość miejsca nie jest wykorzystywana. Celem stworzenia tego typu instalacji potrzeba kilkakrotnie więcej miejsca niż do stworzenia instalacji o takiej samej mocy z paneli jednostronnych. Dodatkowo ten sposób montażu jest był efektowny, na tyle by był opłacalny.
Efektywniejszym sposobem montażu paneli bi-facial jest sposób tradycyjny, w kierunku południowym. Panele powinny być wtedy nachylone pod kątem 35 stopni. Dzięki temu dolna część paneli jest w stanie wytwarzać dodatkowe 25% energii. Warto jednak zauważyć, że znaczenie ma tutaj również wysokość montażu. Im wyższy stelaż tym większa ilość energii może być produkowana przez dolną część modułów dwustronnych.
Najbardziej efektownym, ale również najdroższym, sposobem montażu dwustronnych paneli fotowoltaicznych jest montaż na jednoosiowym systemie nadążnym.
Nowy model montażu dwustronnych paneli fotowoltaicznych
Indyjscy naukowcy, wykorzystując geometrię słoneczną, stworzyli nowy model montażu paneli bi-facial. Model ten umożliwia dokładne obliczenie stopnia napromieniowania przedniej i tylnej części modułu fotowoltaicznego.
Dzięki geometrii słonecznej możliwe jest zmierzenie kąta Słońca i Ziemi, a następnie obliczenie natężenia promieniowania. Zdaniem naukowców to pierwszy krok do określenia bardzo precyzyjnych modeli montażu dwustronnych paneli fotowoltaicznych. Co w konsekwencji umożliwia maksymalne zwiększenie produkcji prądu z wykorzystaniem promieniowania słonecznego. Odkrycie naukowców pozytywnie wpłynie na szybkość zwrotu inwestycji w instalację.
Nową metodę obliczania natężenia promieniowania potwierdzono badaniami. Po obu stronach paneli umieszczone zostały piranometry. Za ich pomocą obliczono faktyczne natężenie promieniowania, które docierało do górnej i dolnej ściany panelu. Współczynniki korelacji wynosiły odpowiednio 1,04 dla górnej i 1,40 dla dolnej części modułu. Współczynnik korelacji określa miarę podobieństwa między wartościami wyliczonymi, a faktycznymi.
Kolejnym etapem badania było sprawdzenie czy wysokość montażu ma wpływ na ilość wyprodukowanego prądu. Badacze stwierdzili, że podniesienie instalacji na wysokość min. 1m znacząco zwiększa wydajność instalacji, szczególnie przy wyższych kątach nachylenia. Instalację sprawdzano pod różnymi kątami nachylenia od 0 do 90 stopni.
