Preloader

Bifacial napelem: hogyan termel áramot mindkét oldalával?

A hagyományos napelemmodulok elsődlegesen az elülső oldalukra érkező napsugárzást hasznosítják. A bifacial – magyarul kétoldalas vagy bifaciális – modul ezzel szemben a hátoldalán is képes villamos energiát termelni. Ez nem azt jelenti, hogy a panel hátulja ugyanannyi közvetlen napfényt kap, mint az eleje. A többlettermelés főként a talajról, tetőfelületről vagy környező felületekről visszaverődő, illetve a szórt fény hasznosításából származik.

A bifacial modul önmagában nem garantál nagyobb éves hozamot: akkor tudja kihasználni a hátoldali aktív felületét, ha a tartószerkezet, a modulmagasság, a sortávolság és a környezet fényvisszaverése ezt lehetővé teszi.

Mit jelent pontosan a bifacial technológia?

A kétoldalas modul napelemcellái mindkét irányból képesek fényt fogadni. A hátoldalt általában átlátszó hátlap vagy második üvegréteg fedi, ezért a hátsó cellafelület nincs teljesen lezárva egy fényzáró réteggel. Az elölről érkező közvetlen és szórt napsugárzás mellett így a hátoldali besugárzás is hozzájárulhat a termeléshez.

A technológiával kapcsolatban két, gyakran összekevert fogalmat érdemes különválasztani. A bifaciality factor – kétoldalúsági tényező – azt mutatja meg, hogy szabványos mérési körülmények között a hátoldal teljesítménye hogyan aránylik az elülső oldaléhoz. A bifacial gain ezzel szemben egy teljes rendszer tényleges energiatöbblete egy megfelelő monofacial referencia-rendszerhez képest. Az utóbbit már nemcsak a modul, hanem a helyszín, az időjárás és a rendszerkialakítás is erősen befolyásolja.

Honnan kap fényt a modul hátoldala?

A hátoldali termelés kulcsszava az albedó, vagyis annak mértéke, hogy egy felület a rá érkező sugárzás mekkora részét veri vissza. Egy világos, tiszta vagy havas felület jellemzően több fényt juttathat a modul hátuljára, mint a sötét talaj, a nedves föld vagy egy fényt elnyelő tetőhéjazat. Az albedó azonban nem állandó: változhat az évszakkal, a növényzettel, a csapadékkal, a hóval és a felület szennyezettségével.

A Nemzetközi Energiaügynökség PVPS programja szerint természetes talajon, ahol az albedó gyakran 0,2–0,3 körül alakul, a bifacial többlet sok rendszerben 10 százalék alatt marad. Az NREL egyik terepi vizsgálatában az éves többlet az adott kialakításnál 6,5, illetve 9 százalék volt két különböző cellatechnológiával. Ezek hasznos támpontok, de nem általános hozamígéretek: más helyszínen és szerkezettel az eredmény eltérhet.

Milyen tényezők határozzák meg a tényleges többlettermelést?

  • A környezet fényvisszaverése: világos burkolat, kavics, membrántető vagy hó növelheti a hátoldali besugárzást.
  • A modul talajtól vagy tetőtől mért magassága: több szabad tér általában egyenletesebb hátoldali fényeloszlást tesz lehetővé.
  • A dőlésszög és tájolás: meghatározza az elülső és hátoldali sugárzás arányát, valamint az önárnyékolást.
  • A sortávolság: a túl szoros kiosztás csökkentheti a hátsó oldalra jutó fényt, miközben a területkihasználást növeli.
  • A tartószerkezet és kábelezés: a gerendák, sínrendszerek, nyomatékcsövek és rendezetlen kábelek helyi árnyékot vethetnek.
  • A szórt fény aránya és az időjárás: felhős környezetben a fényeloszlás másképp alakul, mint erős közvetlen napsütésben.
  • A tisztaság: két aktív felület esetén az első és a hátsó oldal állapota is hatással lehet a teljesítményre.

Hol működhet különösen jól a bifacial napelem?

Talajra telepített rendszerek

A talajra telepített erőműveknél a modulmagasság, a sortávolság és a talajfelszín tudatosan tervezhető. A megfelelő geometriával és az árnyékolás csökkentésével a hátoldal több visszavert fényt kaphat. Egytengelyes napkövető rendszereknél a technológia további lehetőségeket kínál, ugyanakkor a mechanikai elemek hátoldali árnyékolását külön modellezni kell.

Lapostetők és világos tetőfelületek

Világos, nagy fényvisszaverésű lapostetőn, kellően megemelt tartószerkezettel lehet értelme a kétoldalas modulnak. Ha azonban a panel nagyon közel kerül a tetőhöz, vagy a tartószerkezet nagy felületet takar a hátoldalon, a bifacial előny jelentős része elveszhet. A tető vízszigetelése, teherbírása és szélterhelése továbbra is elsődleges tervezési szempont.

Napelemes autóbeállók, előtetők és függőleges rendszerek

A napelemes carportoknál és előtetőknél a modulok alatt több szabad tér van, így a hátoldal könnyebben kap szórt és visszavert fényt. Függőleges, kelet–nyugati tájolású bifacial rendszerek esetén a termelési profil reggel és délután lehet erősebb, ami bizonyos fogyasztási mintákhoz jól illeszkedhet. Ezeknél nemcsak az éves kilowattóra, hanem a termelés napszakos eloszlása is fontos.

Mikor korlátozott a bifacial előnye?

Egy hagyományos, ferde cseréptetőre síkkal közel párhuzamosan, kis légréssel telepített modul hátoldalára kevés fény jut. Ilyen helyzetben a kétoldalas cellatechnológia műszaki előnye nem feltétlenül jelenik meg érdemi éves többletben. Szintén korlátozó lehet a sötét környezet, a nagy hátoldali szerkezeti árnyék, a rossz sorgeometria vagy az, ha a többlet DC-termelést az inverter gyakori teljesítménykorlátozása miatt nem lehet hasznosítani.

A jó döntéshez ezért nem elegendő a modul adatlapján szereplő kétoldalúsági tényezőt megnézni. Olyan energiamodellre van szükség, amely külön kezeli a hátoldali besugárzást, az árnyékolást, az albedót és a villamos veszteségeket.

Bifacial vagy hagyományos modul: melyik a jobb?

Nincs minden helyszínre érvényes győztes. Egy bifacial modul hosszú élettartamú üveg–üveg kialakítása, mechanikai tulajdonságai vagy gyártói garanciája akkor is vonzó lehet, ha a hátoldali hozam mérsékelt. A gazdasági összehasonlításban azonban a teljes rendszer költségét kell nézni: modul, tartószerkezet, terület, inverter, kábelezés, telepítés, tisztítás, monitoring és várható éves energiatermelés együtt adja a döntési alapot.

Érdemes legalább két modellezett változatot összehasonlítani: egy megfelelő minőségű hagyományos rendszert és egy helyszínre optimalizált bifacial kialakítást. Így láthatóvá válik, hogy a várható energiakülönbség indokolja-e az esetleges többletköltséget vagy eltérő szerkezetet.

Tervezési ellenőrzőlista

  • Mekkora és mennyire változó a telepítési felület albedója?
  • Milyen modulmagasság, dőlésszög és sortávolság valósítható meg?
  • Mennyi hátoldali árnyékot okoz a tartószerkezet és a kábelezés?
  • A szimuláció külön számolja-e a hátoldali besugárzást és veszteségeket?
  • Az inverter és a DC/AC arány képes-e hasznosítani a várható többletcsúcsokat?
  • A monitoring alkalmas-e a teljesítmény folyamatos értékelésére?
  • Megoldható-e mindkét moduloldal szakszerű ellenőrzése és tisztítása?

Gyakori kérdések

A bifacial napelem kétszer annyit termel?

Nem. A hátoldal jellemzően jóval kevesebb besugárzást kap, mint az elülső oldal. A többlet helyszín- és kialakításfüggő, természetes talajon sok esetben néhány százalék és körülbelül 10 százalék közötti tartományban marad.

Családi ház ferde tetejére is érdemes kétoldalas modult tenni?

Lehetséges, de a kis hátoldali légrés miatt a bifacial többlet gyakran korlátozott. A döntésnél a modul teljes minőségét, árát, garanciáját és a konkrét tetőkialakítást együtt kell értékelni.

A hó növeli a bifacial termelést?

A hó magas fényvisszaverése növelheti a hátoldali besugárzást, ha a modul felülete szabad és a rendszer geometriája kedvező. A modulon felgyülemlett hó viszont részben vagy teljesen le is árnyékolhatja a cellákat.

Kell külön inverter bifacial modulhoz?

Nem feltétlenül, de az inverter méretezésekor figyelembe kell venni a hátoldali többletből adódó lehetséges nagyobb áramot és energiatermelést. Ezt a gyártói adatok és a helyszíni szimuláció alapján kell ellenőrizni.

Nem katalógusértéket, hanem helyszínre szabott rendszert keres?
A Bíboldman Energetikai és Kivitelező Kft. a telepítési felület, az árnyékolás, a fogyasztási profil és a villamos hálózat alapján tervezi meg a teljes napelemrendszert. Bifacial technológia esetén a hátoldali fényviszonyokat, a tartószerkezetet és a monitoringot is a rendszer egészének részeként értékeljük.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük