Erklärt: Bifaziale Solarmodule

Wenn Sie über die Installation von Solarmodulen sprechen, ist es ratsam, Ihr System so zu gestalten, dass es so viel Solarenergie wie möglich erzeugt. In jüngster Zeit haben bifaziale Solarmodule dank wettbewerbsfähigerer Preise und Effizienz an Bedeutung gewonnen.

Ein bifaziales Solarpanel ist ein Solarpanel, das Energie von der Vorder- und Rückseite sammeln kann. Die Entstehung der Technologie reicht bis in die 1960er Jahre zurück. Da es zu kostspielig war, blieb es inaktiv, während der breitere PV-Markt eine Explosion erlebte. Dank der jüngsten Kostensenkungen und Effizienzsteigerungen gewinnen bifaziale Solarzellen und -module wieder an Bedeutung auf dem Markt.

Bifaziale Zellen machten im Jahr 2021 50 % des Weltmarktanteils von Solarzellen aus. Laut International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV) soll dieser Anteil bis 2023 auf 85 % steigen. Tatsächlich haben dies auch die Hersteller von Solartrackern angegeben Die meisten aktuellen Solarprojekte, die ihre Nachführsysteme nutzen, umfassen bifaziale Module.

Im Allgemeinen bestehen Solar-PV-Module aus einer von zwei verschiedenen Arten kristalliner Zellen – monokristallinen oder polykristallinen Zellen. Bifaziale PV-Module werden normalerweise mit bifazialen p-PERC-Zellen hergestellt. Die Module sind tendenziell effizienter, da jede Solarzelle aus einem einzelnen Siliziumkristall besteht (monokristalline Zellen); Dadurch haben die stromerzeugenden Elektronen mehr Bewegungsfreiheit. Monokristalline Zellen sind teurer. Die Solarzellen in bifazialen Solarmodulen sind genau die gleichen wie in monofazialen Solarmodulen. Der einzige wirkliche Unterschied liegt in der Art und Weise, wie das Panel hergestellt wird.

Die traditionellen monofazialen Solarmodule haben eine undurchsichtige Rückseitenfolie. Bifaziale Solarmodule hingegen haben eine reflektierende Rückseite oder zwei Glasscheiben, die die Solarzellen an Ort und Stelle halten, um die Sonnenenergie von beiden Oberflächen zu absorbieren. Die Paneele sind vollständig transparent und normalerweise rahmenlos ohne Metallgitterlinien. Dadurch haben sie eine stärkere strukturelle Integrität und sind optisch ansprechender.

Bifaziale Solarmodule funktionieren genauso wie jedes andere normale Solarmodul. Eine der Oberflächen absorbiert die direkt einfallende Sonnenenergie und wandelt sie in Strom um. Dazu gehört ein Teil des Sonnenlichts, der im Inneren des Glases eingeschlossen ist und dort reflektiert wird, bis es von einer Solarzelle absorbiert wird. Bei einer monofazialen Platte geht ein Teil der Energie direkt durch die Platte und wird nicht absorbiert. Hier unterscheidet sich Bifacial.

Bei einem bifazialen Solarpanel dringt das Licht direkt hindurch und trifft auf eine stark reflektierende Oberfläche. Dann wird dieses Licht zurück zu den Paneelen reflektiert und von der Rückseite absorbiert. Diese andere Seite kümmert sich auch um die verbleibende Restenergie, die von verschiedenen umgebenden Oberflächen zurückprallt. Aus diesem Grund zapfen bifaziale Solarmodule mehr Energie ab und erzeugen zusätzlichen Strom. Das von anderen Oberflächen, beispielsweise dem Boden, reflektierte Licht wird als „Albedo“-Licht bezeichnet.

Die Nennleistung eines heute üblicherweise verwendeten bifazialen Solarmoduls beträgt üblicherweise 440 bis 545 Watt, was die erwartete Stromerzeugung unter idealen Sonneneinstrahlungs- und Temperaturbedingungen anzeigt. Während diese Leistungsangabe die Stromerzeugung von der Vorderseite des Panels berücksichtigt, bieten bifaziale Panels auch eine zweite Bewertung für die Rückseite des Panels. In den letzten Monaten wurden jedoch auch bifaziale Geräte mit einer Ausgangsleistung von über 600 Watt weltweit auf den Markt gebracht.

Bifaziale Solarmodule funktionieren in Solarparks besser als in Wohngebieten. Diese Platten funktionieren am besten, wenn sie etwa vier Meter über dem Boden liegen. Dies liegt einfach daran, dass je höher das Panel sitzt, desto mehr Licht, das darunter fällt, wird von der Unterseite absorbiert.

Die Albedo-Lichterfassung ist höher, wenn der Boden unter dem Array eine weiße oder reflektierende Oberfläche hat, die das Licht effizienter reflektiert als dunklere Farben. Laut einer Studie von Solar World beträgt der Albedowert der Bodenoberfläche für Beton 16 %, für grünes Feld oder Gras 23 %, weißer Kies liefert eine um 27 % höhere Stromerzeugung, während weiß gestrichener Beton je nach Bedarf zwischen 60 % und 80 % beitragen kann von der Art und Dicke der Farbe ab. Den höchsten Albedowert von über 80 % liefert jedoch die weiße Dachbahn.

Bevor Sie sich für ein bifaziales Solarpanel entscheiden, ist es wichtig zu beachten, was es zu einer besseren Option gegenüber seinem monofazialen Gegenstück macht. Es ist auch wichtig zu beurteilen, ob die Vorteile die Nachteile ausreichend überwiegen, um ein bifaziales Panel gegenüber der bestehenden Option zu verwenden.

Bifaziale Solarmodule haben gegenüber herkömmlichen monofazialen Solarmodulen verschiedene Vorteile. Es ist erwähnenswert, dass die bifazialen Solarmodule für eine optimale Leistung in der Nähe von stark reflektierenden Oberflächen installiert werden müssen – Schwimmbecken aus Glas, sandigen, steinigen oder schneebedeckten Flächen.

Zu den wichtigsten Vorteilen der Verwendung von bifazialen Solarmodulen zählen:

Bessere Leistung: Es ist einfach das wichtigste Merkmal. Durch die Stromerzeugung auf beiden Seiten des Panels erhöht sich insgesamt die Energieerzeugung bifacialer Panels. Offensichtlich kann ein bifaziales Solarpanel mehr Strom produzieren als ein herkömmliches Solarpanel. Wenn die Module auf einer stark reflektierenden Oberfläche montiert werden, führt die von der Rückseite erzeugte zusätzliche Leistung, wie einige Hersteller behaupten, zu einer Leistungssteigerung um 30 %.

Haltbarkeit: Im Gegensatz zu herkömmlichen monofazialen Paneelen sind bifaziale Paneele rahmenlos. Sie sind auf beiden Seiten mit gehärtetem Glas bedeckt und oft langlebiger. Das gehärtete Glas ist witterungsbeständig, UV-beständig und hält hohen Temperaturen, starkem Wind und rauen Wetterbedingungen stand.

Reduzierte potenzialinduzierte Degradation (PID): PID tritt auf, wenn elektrische Ströme von ihrem vorgesehenen Weg abweichen. Dadurch korrodieren sie die Solarmodule. Bifacial-Paneele sind rahmenlos (ohne Metall). Daher ist die Wahrscheinlichkeit einer potenzialinduzierten Degradation (PID) der Solarzellen geringer. Da an der Außenseite keinerlei Metallkontakte vorhanden sind, ist bei bifazialen Paneelen außerdem keine Erdung erforderlich.

Funktioniert gut bei diffusem Licht: Ein weiterer Vorteil gegenüber den monofazialen Panels besteht darin, dass das bifaziale Panel auch bei diffusem Licht besser funktioniert. Dank zusätzlicher Oberfläche. Auf diese Weise sind diese Panels im Hinblick auf die langfristigen Kosten wirtschaftlich.

Längere Garantien:Für bifaziale Solarmodule gilt oft eine längere Garantie von bis zu 30 Jahren.

Nachfolgend sind einige der offensichtlichen Nachteile der Verwendung eines bifazialen Solarmoduls aufgeführt.

Hohe Anschaffungskosten: Die Anschaffungskosten für bifaziale Panels sind vergleichsweise höher als für monofaziale Gegenstücke. Aufgrund des Herstellungsprozesses können bifaziale Solarmodule bis zu 10 % mehr kosten als monofaziale Solarmodule.

Hohe Installationskosten:Da die bifazialen Solarmodule schwerer sind als die herkömmlichen, steigen natürlich auch ihre Installationskosten.

Die bifaziale Solar-PV-Technologie kann durch die Solar-Tracking-Technologie einen Schub erhalten und viel mehr Sonnenlicht einfangen, als es eine normale Solaranlage jemals könnte. Laut einem Bericht „Global Techno-Economic Performance of Bifacial and Tracking Photovoltaic Systems“ kann die Neigung zum Licht, um das Sonnenlicht von beiden Seiten optimal zu sammeln, die bisher kostengünstigste Solaroption sein. Das Kombinationssystem steigert die Energieproduktion. Es produziert im Durchschnitt etwa 35 Prozent mehr Energie als üblich als eine Einzelpanel-PV-Anlage. Insgesamt trägt die Vereinbarung dazu bei, die Stromkosten um durchschnittlich 16 Prozent zu senken, heißt es in dem Bericht.