Moduły bifacjalne mogą rzeczywiście generować wyższą produkcję energii niż moduły monofacjalne w niektórych projektach fotowoltaicznych, ale ta przewaga w dużej mierze zależy od warunków instalacji. Na przykład w systemach o wysokiej refleksyjności lub odpowiedniej wysokości montażu, moduły bifacjalne mogą zwykle przynieść dodatkowe zyski energetyczne, podczas gdy w wielu powszechnych projektach dachowych ich przewaga może być bardzo ograniczona.
Dlatego przy ocenie, czy moduły bifacjalne są lepszą opcją, należy uwzględnić warunki instalacji systemu, typ projektu oraz rzeczywiste warunki produkcji energii.
Spis treści
- Jakie są główne różnice między modułami bifacjalnymi a monofacjalnymi?
- W jakich przypadkach moduły bifacjalne mają przewagę?
- Dlaczego moduły monofacjalne są bardziej popularne w projektach dachowych?
- Jak różne technologie fotowoltaiczne wpływają na wybór między strukturą monofacjalną a bifacjalną?
- Często zadawane pytania
1. Jakie są główne różnice między modułami bifacjalnymi a monofacjalnymi?
Główna różnica między modułami bifacjalnymi a monofacjalnymi polega na sposobie generowania energii oraz konstrukcji modułu. Te różnice wpływają nie tylko na sposób produkcji energii przez moduł, ale również na projektowanie systemu fotowoltaicznego i scenariusze zastosowania.
1.1 Różnice w sposobie generowania energii
- Moduły monofacjalne generują energię tylko z promieniowania słonecznego padającego na przednią stronę, dlatego wydajność systemu zależy głównie od warunków nasłonecznienia na przedniej stronie.
- Moduły bifacjalne oprócz generowania energii na przedniej stronie, mogą również wykorzystać odbite światło z ziemi lub otoczenia, aby generować dodatkową energię na tylnej stronie modułu.
1.2 Różnice w konstrukcji modułów
- Moduły monofacjalne zwykle stosują konstrukcję z tylną osłoną, gdzie tylna część ogniwa jest chroniona przez nieprzezroczystą osłonę. Ta technologia jest dojrzała, lekką wagą i ma mniejsze wymagania dotyczące środowiska instalacji.
- Moduły bifacjalne do generowania energii z tylnej strony zwykle wykorzystują konstrukcję z podwójnym szkłem lub przezroczystą osłonę, która umożliwia światłu dotarcie do tylnej części modułu. Dzięki tej konstrukcji, która wykorzystuje odbite światło z otoczenia, moduły bifacjalne w niektórych warunkach systemowych mogą łatwiej osiągnąć dodatkowy potencjał produkcji energii.
2. W jakich przypadkach moduły bifacjalne mają przewagę?
Moduły bifacjalne nie zawsze generują znaczące dodatkowe zyski energetyczne w każdym projekcie fotowoltaicznym. Ich przewaga jest bardziej widoczna, gdy system jest odpowiednio dostosowany do wykorzystywania odbitego światła na tylnej stronie modułu.
2.1 Warunki o wysokiej refleksji
Zysk energetyczny modułów bifacjalnych jest ściśle związany z refleksyjnością środowiska (Albedo). Im wyższa refleksyjność, tym więcej światła może dotrzeć do tylnej strony modułu.
W warunkach o wysokiej refleksyjności zysk energetyczny zwykle wynosi 10%–20%, np.:
- W rejonach śnieżnych lub na wysokich szerokościach geograficznych
- Na terenach piaszczystych lub z jasnymi glebami
- Na powierzchniach betonowych lub materiałach o wysokiej refleksyjności
W przeciwieństwie do tego, wiele dachów komercyjnych używa ciemnych materiałów izolacyjnych lub asfaltu, które mają niższą refleksyjność, więc dostępne dla tyłu modułów odbite światło jest ograniczone.
2.2 Systemy z odpowiednią wysokością instalacji
Moduły bifacjalne zazwyczaj wymagają odpowiedniej wysokości od ziemi lub dachu, aby umożliwić dostęp refleksyjnego światła do tylnej części modułu. Przy niskiej instalacji światło z tyłu jest łatwo blokowane, co zmniejsza efektywność generowania energii.
W systemach o odpowiedniej wysokości moduły bifacjalne mogą uzyskać dodatkowy zysk energetyczny w wysokości 5%–15%. Zwykle występuje w:
- Projektach instalacji naziemnych
- Systemach agrifotowoltaicznych
- Otwartym systemie konstrukcji ramowych
Wiele systemów dachowych, aby zredukować obciążenia wiatrowe lub koszty instalacji, wykorzystuje niższe konstrukcje montażowe, co ogranicza dostęp do światła z tyłu.
2.3 Układy systemów z minimalną osłoną tylnej strony
Układ systemu ma również wpływ na rzeczywisty zysk energetyczny modułów bifacjalnych. Jeśli tylna część modułów jest w dużym stopniu osłonięta, odbite światło nie dociera do tylnej części modułu, zmniejszając zysk.
W systemach, gdzie tylna część jest mniej osłonięta, zysk energetyczny z modułów bifacjalnych wynosi zwykle 5%–10%, np.:
- Na otwartych terenach, gdzie tylna część jest niezabezpieczona
- W systemach o niskiej gęstości urządzeń
- W konstrukcjach ramowych, które mało osłaniają tylną stronę
W projektach dachowych z dużą gęstością urządzeń, np. z urządzeniami HVAC, rurami lub gęstymi konstrukcjami ramowymi, osłona tylnej części modułu jest trudna do uniknięcia.
Podsumowanie: Moduły bifacjalne oferują wyraźne korzyści tylko wtedy, gdy warunki odbicia są dobre, wysokość instalacji jest odpowiednia, a tylna część modułu nie jest osłonięta. W przeciwnym razie, w systemach, gdzie trudno wykorzystać odbite światło, rzeczywisty zysk energetyczny może być znacznie ograniczony.
3. Dlaczego moduły monofacjalne są bardziej popularne w projektach dachowych?
Moduły monofacjalne są nadal powszechnie stosowane w europejskich projektach dachowych. Powód nie leży w niedojrzałości technologii bifacjalnych, lecz w tym, że wiele systemów dachowych bardziej koncentruje się na kosztach, warunkach strukturalnych i łatwości instalacji.
3.1 Koszty a rzeczywisty zysk energetyczny
W wielu europejskich projektach dachowych zysk energetyczny z modułów bifacjalnych jest zwykle ograniczony. Na przykład w systemach z nachylonymi dachami (Steildach) lub z modułami montowanymi blisko dachu w systemach komercyjnych, odbite światło na tylnej stronie modułów jest ograniczone, więc rzeczywisty zysk z bifacjalnych modułów wynosi zazwyczaj tylko 2–5%, a w niektórych projektach może być jeszcze niższy.
Dodatkowo, w niektórych projektach fotowoltaiki na elewacjach (instalacja na ścianach) lub małych systemach dachowych, projekt koncentruje się bardziej na wykorzystaniu przestrzeni montażowej i kosztach systemu, a nie na maksymalizacji potencjału bifacjalnej produkcji energii. W związku z tym, gdy dodatkowy zysk energetyczny z modułów bifacjalnych jest ograniczony, niektórzy instalatorzy i właściciele preferują wybór tańszych modułów monofacjalnych, aby uzyskać bardziej stabilny zwrot z inwestycji.
3.2 Struktura dachu a ograniczenia nośności
W wielu krajach europejskich wiele budynków mieszkalnych i komercyjnych zostało wybudowanych w starszych czasach, a nośność ich dachów często jest ograniczona. Na przykład w przypadku starych dachów przemysłowych lub dachów mieszkalnych o nachyleniu, nie uwzględniono dodatkowego obciążenia systemów fotowoltaicznych przy projektowaniu.
W tych projektach waga modułów oraz struktura montażu mają bezpośredni wpływ na projekt systemu. Niektóre podwójnie szklane moduły bifacjalne są stosunkowo ciężkie, podczas gdy niektóre moduły monofacjalne mają prostszą konstrukcję i są lżejsze, co ułatwia instalację w systemach dachowych, które są wrażliwe na nośność.
3.3 Łatwość instalacji i konserwacji
Na rynku fotowoltaiki dla budynków mieszkalnych w Europie coraz więcej właścicieli wybiera małe systemy dachowe lub rozwiązania fotowoltaiczne do samodzielnej instalacji. W takich projektach łatwość instalacji często jest ważniejsza niż technologia modułów.
Na przykład w przypadku małych systemów na dachach stromych, systemów fotowoltaicznych na balkonach lub instalacji na ścianach, przestrzeń do instalacji jest zwykle ograniczona, a struktura systemu jest stosunkowo prosta. W takich przypadkach moduły monofacjalne są zazwyczaj łatwiejsze do zainstalowania i nie wymagają dodatkowej przestrzeni na tylną stronę modułów.
Podsumowanie: W wielu projektach dachowych, gdzie głównym celem jest prosta instalacja i kontrola kosztów, moduły monofacjalne nadal pozostają powszechnym wyborem.
4. Jak różne technologie fotowoltaiczne wpływają na wybór między strukturą monofacjalną a bifacjalną?
W rzeczywistych projektach fotowoltaicznych wybór między modułami bifacjalnymi a monofacjalnymi zależy nie tylko od warunków instalacji, ale także od technologii zastosowanej w module. Obecnie wiodące technologie ogniw wysokiej wydajności, takie jak TOPCon, HJT i IBC, różnią się konstrukcją i scenariuszami zastosowań, co również wpływa na to, czy moduł nadaje się do zastosowania bifacjalnego.
Technologia TOPCon (Tunnel Oxide Passivated Contact) to rozwój tradycyjnej struktury PERC, w której na tylnej stronie ogniwa dodano ultra cienką warstwę tlenku (SiOx) oraz warstwę polikrystalicznego krzemu (poly-Si), aby zmniejszyć rekombinację nośników i zwiększyć wydajność ogniwa.
Ponieważ ogniwa TOPCon zbierają nośniki zarówno z przodu, jak i z tyłu, ta technologia zwykle oferuje dobrą zdolność do produkcji energii bifacjalnej. Wiele modułów TOPCon na rynku stosuje konstrukcję z podwójnym szkłem, co sprawia, że są one odpowiednie dla instalacji naziemnych, systemów agrifotowoltaicznych oraz systemów z dobrymi warunkami refleksji.
W związku z tym, w projektach, które wymagają równowagi między wydajnością systemu a zwrotem z inwestycji, moduły bifacjalne TOPCon są często uznawane za opłacalny wybór.
Technologia HJT (Heterojunction) wykorzystuje strukturę warstwową krystalicznego krzemu i amorficznego krzemu, nakładając cienkie warstwy na obu stronach ogniwa typu N. Ta konstrukcja skutecznie redukuje rekombinację nośników, jednocześnie zachowując wysoką efektywność produkcji energii bifacjalnej.
Dzięki symetrycznej strukturze ogniwa, moduły HJT zazwyczaj oferują wyższą efektywność bifacjalną, a niektóre produkty osiągają wskaźnik bifacjalności powyżej 90%. W warunkach wysokiej refleksji lub dużych instalacjach naziemnych, moduły HJT często zapewniają wyższy zysk energetyczny bifacjalny.
Jednak ze względu na wyższe koszty produkcji, moduły HJT są obecnie stosowane głównie w projektach o wysokich wymaganiach dotyczących wydajności.
Technologia IBC (Interdigitated Back Contact) rozmieszcza wszystkie elektrody na tylnej stronie ogniwa, dzięki czemu przednia strona modułu jest wolna od metalowych siatek. Taka konstrukcja zmniejsza zaciemnienie przedniej strony, poprawia absorpcję światła, a także sprawia, że moduł ma bardziej jednolity wygląd.
Ponieważ elektrody w ogniwach IBC są umieszczone wyłącznie na tylnej stronie, konstrukcja ta koncentruje się na zwiększeniu wydajności przedniej strony. Wiele modułów IBC jest monofacjalnych i szeroko stosowanych w systemach fotowoltaicznych na dachach mieszkalnych lub w systemach BIPV (Bau Integrated Photovoltaics).
W tych zastosowaniach projekt zwykle koncentruje się bardziej na wyglądzie, sposobie montażu i dopasowaniu do dachu niż na maksymalizacji zysków z produkcji energii bifacjalnej.
Podsumowanie: Różnice w konstrukcji technologii ogniw sprawiają, że w zależności od projektu, moduły bifacjalne i monofacjalne mają swoje zalety. Wybór modułu powinien uwzględniać nie tylko warunki instalacyjne, ale także zastosowaną technologię.
Podsumowanie: Moduły bifacjalne nie zawsze są lepsze od monofacjalnych w każdym projekcie fotowoltaicznym. Chociaż mogą one wykorzystać światło odbite z tyłu do zwiększenia produkcji energii, ta zaleta zależy od warunków instalacyjnych, takich jak refleksyjność gleby, wysokość instalacji i układ systemu. W instalacjach naziemnych lub systemach z dobrą refleksją moduły bifacjalne mogą łatwiej generować dodatkową energię, podczas gdy w wielu projektach dachowych zyski z bifacjalnych modułów mogą być ograniczone, dlatego moduły monofacjalne pozostają popularnym wyborem.
Podczas wyboru modułu fotowoltaicznego ważniejsze jest uwzględnienie warunków projektowych, układu systemu oraz technologii ogniw, zamiast prostego porównania między modułami monofacjalnymi a bifacjalnymi.
Często zadawane pytania
1. Czy moduły bifacjalne są warte inwestycji w projektach fotowoltaicznych na dachach w Europie?
Moduły bifacjalne oferują zysk energetyczny na poziomie około 2%–5% w większości europejskich projektów fotowoltaicznych na dachach. Jeśli refleksyjność dachu jest niska lub przestrzeń montażowa jest ograniczona, całkowity koszt systemu zazwyczaj staje się kluczowym czynnikiem w zwrocie z inwestycji, a nie wybór technologii bifacjalnej.
2. Czy zysk energetyczny z modułów bifacjalnych można stabilnie przewidzieć?
Zysk z modułów bifacjalnych jest mocno uzależniony od warunków instalacyjnych i różni się znacznie między projektami. W porównaniu z tym, moduły monofacjalne zapewniają bardziej stabilną i przewidywalną produkcję energii, co sprawia, że są lepsze do obliczeń zwrotu z inwestycji w projektach komercyjnych.
3. Która technologia fotowoltaiczna jest najlepsza dla projektów fotowoltaicznych na dachach w Europie: TOPCon, HJT czy IBC?
TOPCon i HJT są odpowiednie dla projektów, które posiadają warunki do generacji bifacjalnej, takich jak elektrownie naziemne, podczas gdy IBC jest bardziej odpowiednie dla systemów dachowych, zwłaszcza tam, gdzie ważne są wygląd i stabilność. Wybór powinien zależeć od warunków projektowych.
4. Kiedy moduły bifacjalne są bardziej opłacalne?
Moduły bifacjalne są bardziej wartościowe w projektach z dobrą refleksją światła, szczególnie w elektrowniach naziemnych, gdzie zysk bifacjalny może znacząco zwiększyć produkcję energii i zwrot z inwestycji.
5. Czy moduły bifacjalne mają krótszy okres zwrotu z inwestycji niż monofacjalne?
Okres zwrotu z inwestycji w moduły bifacjalne nie zawsze jest krótszy niż w przypadku modułów monofacjalnych. Okres zwrotu zależy od tego, czy projekt stabilnie uzyskuje korzyści z bifacjalności. W wielu europejskich projektach dachowych zysk bifacjalny jest niewielki, a okres zwrotu jest podobny do tego w przypadku modułów monofacjalnych.
Jako producent modułów fotowoltaicznych, Maysun Solar dostarcza stabilne rozwiązania dla europejskich hurtowników i instalatorów. Oferujemy technologiach IBC, technologiach TOPCon, technologiach HJT w zakresie mocy 410W–800W, w tym moduły bifacjalne i monofacjalne. Optymalizujemy wydajność modułów pod kątem wysokich temperatur, długoterminowej degradacji i trudnych warunków dachowych, wspierając przewidywalną produkcję energii w systemach fotowoltaicznych.
Może Ci się spodobać: