Dwustronne moduły PV szansą na wydajniejszą fotowoltaikę
Największy europejski producent ogniw i modułów fotowoltaicznych SolarWorld w tym roku wprowadza na rynek technologię dwustronnych modułów PV (ang. bifacial). Wnioski z testów przeprowadzonych na takich modułach przez inżynierów niemieckiej firmy są bardzo obiecujące i potwierdzają, że ich zastosowanie może znacznie zwiększyć uzyski energii. SolarWorld właśnie podał, że pierwsza komercyjna instalacja z wykorzystaniem jego nowej technologii powstanie w USA.
Wykorzystanie dwustronnych modułów możne znacznie zwiększyć uzyski energii z instalacji fotowoltaicznych, a przez to prowadzić do obniżenia kosztów produkowanej energii w ujęciu LCOE (ang. Levelised Cost of Electricity).
Koszt produkcji modułów dwustronnych nie różni się zasadniczo od tradycyjnych, jednostronnych modułów, a uzyski energii w całym okresie pracy instalacji mogą być w przypadku zastosowania modułów dwustronnych dużo wyższe. Dłuższy może być też okres ich eksploatacji.
Kluczowy dla efektywności modułów dwustronnych jest tzw. współczynnik albedo pokazujący zdolność odbicia światła od danej powierzchni. Czym jaśniejsza powierzchnia, tym więcej światła może odbić i tym lepiej dla uzysku energii z tylnej powierzchni modułu. W przypadku najjaśniejszych powierzchni współczynnik albedo może sięgać nawet ok. 80 proc.
Ważne, aby powierzchnia, na której znajduje się instalacja z modułami dwustronnymi, była w miarę płaska. Uzyski energii z tylnej powierzchni modułów znacznie ograniczy podłoże, na którym np. wysypano kamienie.
– Już na zielonej powierzchni trawnika o dość niskiej wartości albedo moduł dwustronny może osiągnąć dodatkowe 7 proc. uzysku energii. Dodatkowe 25 proc. uzysku jest możliwe w przypadku białego, reflektującego podłoża i optymalnego montażu modułów przy pomocy podpór korygujących kąt nachylenia – zapewnia w rozmowie z portalem Gramwzielone.pl Jolanta Karsten z SolarWorld.
Jak wynika z badań prowadzonych dotychczas przez inżynierów SolarWorld, duże znaczenie dla uzysku energii ma ponadto wysokość, na jakiej znajdują się moduły. Ustawienie na wyższym stelażu daje lepsze efekty.
Szacuje się, że przy standardowym nachyleniu paneli oraz przy jasnej powierzchni charakteryzującej się wysokim współczynnikiem albedo, tylna powierzchnia modułu może generować dodatkowo nawet do 25 proc. uzysku energii. Potwierdzają to testy, które SolarWorld przeprowadził w Niemczech.
SolarWorld testuje różne ustawienia modułów dwustronnych m.in. na terenie swojego centrum innowacji w zakładach we Freibergu koło Drezna.
Wnioski wyciągnięte przez inżynierów SolarWorld sugerują, że ustawienie modułów dwustronnych pionowo, w orientacji wschód-zachód, jest mało efektywne i wymaga oddalenia kolejnych modułów w takim ustawieniu w odstępach wynoszących aż około 15 metrów. To znacznie ogranicza liczbę modułów, które można umieścić na dostępnej powierzchni, a takie ustawienie może być alternatywą jedynie przy nietypowych projektach – np. w instalacjach stanowiących elementy architektury BIPV.
Dla tradycyjnych instalacji, których jedynym celem jest optymalizacja uzysku energii, bardziej efektywne okazuje się tradycyjne posadowienie, z frontową stroną modułu ustawioną w kierunku południa. SolarWorld pracuje obecnie nad nowym systemem montażowym, który ograniczy straty wynikające z zacienienia.
W tym tygodniu SolarWorld podał, że jego dwustronne moduły fotowoltaiczne z serii Bisun, w technologii monokrystalicznej PERC, zostaną po raz pierwszy zainstalowane w USA – na dachach budynków uniwersytetów w Richmond. Obok nich zostaną też zainstalowane moduły jednostronne, aby porównać w ten sposób pracę obu technologii. Łączna moc instalacji wyniesie 205 kW.
Dwustronne moduły fotowoltaiczne z serii Bisun SolarWorld ma pokazać w przyszłym tygodniu na targach Light+Building we Frankfurcie.
– Będziemy pokazywać Sunmodule Bisun na targach w Niemczech, we Włoszech, w Wielkiej Brytanii, Japonii i RPA oraz prezentować go klientom i zainteresowanym osobom. W Polsce moduł Sunmodule Bisun został zaprezentowany na jesiennych targach Pol-Eco-System – informuje Jolanta Karsten z SolarWorld.
Produkowany przez SolarWorld moduł Sunmodule Bisun składa się z 60 dwustronnych ogniw i posiada moc nominalną 270 W. Jak zapewnia Jolanta Karsten z SolarWorld, dzięki wykorzystaniu tylnej powierzchni modułu, moduł dwustronny osiąga w praktyce wyższą sprawność, odpowiadającą modułom o wyższej mocy, przekraczającej 330 W.
SolarWorld zapewnia, że koszty produkcji modułów dwustronnych są nieznacznie wyższe niż modułów jednostronnych, jednak różnicę w LCOE – na korzyść tych pierwszych – niweluje wyższy uzysk energii.
– Technologia komórek dwustronnych opiera się na sprawdzonej technologii standardowych komórek krzemowych. Proces produkcji jest w wielu aspektach identyczny. Produkcja wafli odpowiada produkcji wafli monokrystalicznych, a proces produkcji komórek – procesowi produkcji komórek PERC – informuje Jolanta Karsten. – Różnica w produkcji komórek dwustronnych polega wyłącznie na obróbce strony spodniej. Otwarta strona spodnia jest aktywna, tak że obie strony przyczyniają się do produkcji energii elektrycznej. Dzięki stronie spodniej produkcja prądu zwiększa się o około 70 proc. dodatkowo do produkcji prądu poprzez stronę wierzchnią.
Na potencjalnie niższy LCOE wpływa też prognozowana dłuższa żywotność modułów dwustronnych, które – dzięki zatopieniu komórek w szkle laminowanym – są lepiej chronione przed negatywnym wpływem otoczenia czy przed uszkodzeniami mechanicznymi. SolarWorld daje na swoje moduły z serii Sunmodule Bisun gwarancję żywotności na co najmniej 30 lat.
Wraz z komercjalizacją tej technologii moduły dwustronne będą wykorzystywane przez rosnącą liczbę deweloperów. Taką instalację złożoną z modułów dwustronnych wykonano już m. in. w ubiegłym roku w Chile. Projekt o nazwie La Hormiga o mocy 2,5 MWp zrealizowała w chilijskim regionie Valparaiso włoska firma Griguol Impianti Elettrici.
Wykonawca farmy fotowoltaicznej La Hormiga szacował, że dzięki zastosowaniu dwustronnych modułów PV uzysk energii będzie wyższy o ok. 30 proc. w porównaniu z tradycyjnymi modułami i wyniesie w tym przypadku aż 5,78 GWh rocznie, a koszt produkcji energii mierzony wskaźnikiem LCOE wyniesie mniej niż 59 USD/MWh.
gramwzielone.pl
