Painéis fotovoltaicos bifaciais: otimização da utilização do albedo e projeto de ganho de potência na face posterior
2026-04-02
As células fotovoltaicas (PV) solares têm como objetivo gerar eletricidade a partir da energia solar, e os avanços tecnológicos permitem agora uma maior geração de energia. Painéis solares bifaciais São uma ótima maneira de alcançar maior eficiência. Ao contrário dos painéis mono ou tradicionais básicos, que convertem a luz solar direta em eletricidade, os painéis bifaciais fazem isso duas vezes mais.
Elas geram eletricidade em ambas as direções: luz solar direta na frente e luz refletida (albedo) na parte de trás. Só esse mecanismo oferece uma produção de energia de 5 a 30% maior do que os painéis solares tradicionais. Isso significa que você pode obter um suprimento de energia abundante com painéis solares bifaciais sem necessidade de expandir a área de instalação.
Para maior eficiência energética, é importante instalar painéis solares bifaciais em locais onde haja grande incidência de luz solar. É possível melhorar o ganho de potência na face posterior dos painéis fotovoltaicos bifaciais aumentando gradualmente o albedo da superfície e elevando a altura dos painéis.
Este artigo destaca o mecanismo de albedo dos painéis solares fotovoltaicos bifaciais e maneiras pelas quais podemos melhorar sua eficiência energética.
Fatores que afetam o ganho de potência na face posterior de módulos bifaciais
É necessário comprovar a bifacialidade dos painéis solares bifaciais. Como eles têm a capacidade de gerar eletricidade em ambos os lados, essa é uma métrica que utilizamos para avaliar o desempenho desses painéis. A bifacialidade, também conhecida como fator ou razão bifacial, mede a proporção da produção de energia entre a parte frontal e a parte traseira dos módulos bifaciais, utilizando Condições Padrão de Teste (STC).
A seguir, alguns dos fatores que afetam o ganho de potência na face traseira dos módulos bifaciais:
Albedo da superfície/solo
Este é o fator mais crucial devido à bifacialidade desses painéis solares fotovoltaicos. O albedo mede a refletividade de uma superfície (sob os painéis solares). Quanto maior a refletividade, mais raios solares atingem as células traseiras. O impacto típico do albedo da superfície depende do tipo de superfície, o que determinará o ganho de energia dos módulos bifaciais.
Superfícies mais claras, como neve ou areia, apresentam um alto albedo e refletem mais radiação solar. Superfícies mais escuras apresentam o efeito oposto. Portanto, superfícies com alto albedo são ideais para uma maior produção de energia em painéis fotovoltaicos bifaciais. É possível otimizar esse efeito utilizando bases de concreto, materiais refletivos ou cascalho branco.
Altura de instalação do módulo/Ângulo de inclinação
A altura de instalação do módulo também é conhecida como distância ao solo. Nesse caso, as células traseiras dos módulos bifaciais precisam de espaço suficiente para refletir a luz. Portanto, a altura do módulo permite que a parte traseira capte mais luz difusa refletida. Quanto mais alto o painel fotovoltaico bifacial, maior o ganho de luz na parte traseira. Esse ganho pode ser alcançado com uma altura de 0 a 1 metro, sendo a altura recomendada de 0,7 a 1,2 metros. Uma distância insuficiente ao solo pode causar sombreamento próprio e aprisionamento de luz.
O ângulo de inclinação determina a quantidade de luz solar direta que a parte frontal recebe e a quantidade de luz refletida que a parte traseira recebe.
Uma inclinação baixa fará com que os reflexos do solo não atinjam as células traseiras, enquanto uma inclinação excessiva fará com que a parte frontal perca a exposição à luz solar. A inclinação típica para painéis solares bifaciais é de 5 a 15° maior do que a de painéis monofaciais ou projetos tradicionais.
Transmitância de Materiais de Encapsulamento
A transmissão de luz em módulos bifaciais é essencial, visto que eles geram energia em ambos os lados. Os materiais de encapsulamento melhoram a transmissão de luz entre as faces frontal e traseira dos módulos bifaciais. Eles envolvem e protegem as células solares, proporcionando isolamento elétrico e unindo as camadas. Além disso, protegem contra umidade e desgaste mecânico.
Alguns dos materiais de encapsulamento incluem EVA (etileno-acetato de vinila) e POE (elastômero de poliolefina).
Leitura relacionada: Como as baterias solares aumentam a independência energética e reduzem as contas de luz
Estratégias de otimização para utilização do albedo
A bifacialidade dos módulos bifaciais possibilita uma maior produção de energia. Isso significa que é possível otimizar seu uso por meio de um ângulo ou orientação adequados.
Usinas de energia montadas no solo
· Uso em larga escala: O painéis solares fotovoltaicos bifaciais São conhecidas pela sua dupla eficiência energética. Isto é particularmente útil em grandes extensões de terreno, permitindo aumentar a eficiência energética através da geração de energia dupla.
· Incorporação de armazenamento de energia: As usinas de energia instaladas no solo, por si só, geram uma quantidade considerável de energia. Sua incorporação com outros sistemas de armazenamento de energia representa um grande avanço. sistemas de armazenamento de energia aumentará ainda mais a produção de energia.
Aqui estão alguns métodos para melhorar o albedo da superfície:
1. Em regiões com neve, o albedo funciona eficazmente. Isso se deve ao seu alto albedo. Os operadores de sistemas solares podem aproveitar essa característica removendo a neve do topo dos painéis solares. painéis solares e deixando-o embaixo.
2. Espalhe cascalho branco ou pedras brancas trituradas sob os painéis. Este método é econômico e não obstrui a drenagem da água.
3. Pinte superfícies como concreto com revestimentos refletivos ou geotêxteis para aumentar a refletividade.
Projeto de ganho de potência na face posterior de módulos bifaciais
Para que os painéis fotovoltaicos bifaciais gerem o dobro de energia solar, suas características de projeto precisam ser favoráveis. Isso inclui o uso de vidro/folha traseira transparente, maior altura de montagem, ângulo de inclinação correto, utilização de superfícies de cores claras e sombreamento traseiro mínimo. A tecnologia de módulos bifaciais favorece o ganho de potência na face traseira por meio do uso de uma folha traseira transparente ou estrutura de vidro/vidro, que facilita a penetração da luz.
Melhorar o espaçamento entre as células também pode ajudar a aumentar o ganho de energia na parte traseira. Quanto maior o espaço entre as células, mais facilmente a luz passa. No entanto, o espaço não deve ser muito grande nem muito pequeno. Se for muito grande, pode levar à perda de energia e, se for muito pequeno, terá uma baixa taxa de reflexão dos raios solares.
O design de montagem e a transparência também podem aumentar o ganho de potência na parte traseira. Uma folga maior expõe os módulos bifaciais para uma reflexão adequada. Além do ângulo de inclinação e do espaçamento entre as fileiras, as estruturas de montagem devem evitar o bloqueio da luz refletida.
Cálculo da eficiência global de geração de energia de módulos bifaciais
Ao contrário dos painéis solares monofaciais ou tradicionais, onde se considera apenas um lado disponível, os painéis solares bifaciais utilizam dois lados. Como produzem energia a partir de duas fontes de irradiação, os engenheiros avaliam o desempenho utilizando a irradiação efetiva e os padrões de ganho bifacial. Nos módulos bifaciais, a potência total é obtida pela soma da potência frontal e da potência traseira.
O sistema bifacial é um sistema complementar. Ele não diminui a importância do ganho de potência na face frontal nem duplica o resultado. Em vez disso, aumenta-o em uma extensão (geralmente de 10 a 30%) maior do que os sistemas monofaciais ou fotovoltaicos tradicionais. As usinas solares bifaciais agora geram retornos anuais de 20 a 30%, especialmente se seguirem os fatores de otimização.
Ambientes com alto albedo se beneficiam muito de sistemas bifaciais. A areia, que possui alto albedo, é utilizada em ambientes desérticos, como os desertos do Oriente Médio ou fazendas solares em áreas desérticas, com um ganho anual de 15 a 20%.
Resumo
A introdução de painéis solares bifaciais na tecnologia solar moderna não só aumenta a produção massiva de energia, como também abre espaço para o crescimento. Os usuários podem compreender melhor a taxa de conversão bifacial avaliando suas vantagens e resultados.
Existem diferentes tipos de módulos bifaciais que desempenham funções distintas. Dependendo das necessidades dos usuários, eles podem escolher o módulo mais adequado às suas demandas. Embora o investimento inicial e o alto consumo de energia possam ser considerados indesejáveis, a flexibilidade de aplicação, a economia de energia e as vantagens ambientais tornam o investimento vantajoso.
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