Tecnología de paneles fotovoltaicos bifaciales

La tecnología de paneles fotovoltaicos se encuentra en constante evolución, especialmente en los últimos años, en los que la competitividad entre los fabricantes más reconocidos del sector no deja de crecer en busca del módulo más eficiente y que aproveche al máximo el recurso solar.

El panel fotovoltaico monofacial convencional se encarga de captar la irradiación solo por una cara, en la cual se encuentran las células. En los últimos años, comienza a notarse un mayor interés por la tecnología de módulo bifacial que, a grandes rasgos, se podría definir como la capacidad que tienen los captadores de producir energía tanto por la parte frontal como por la posterior.

Esta tendencia en paneles solares comienza a desarrollarse de manera más clara en el mercado a principios de la década pasada, y cada vez son más los clientes que optan por este tipo de solución, especialmente en grandes proyectos, donde las condiciones del terreno para su ejecución suelen ser menos críticas.

El módulo bifacial en este caso posee dos capas de células fotovoltaicas con tecnología PERC. La situada en la parte superior tiene como objetivo la captación de la irradiación solar de manera directa, mientras que la capa situada en la parte inferior es la encargada de captar la irradiación difusa que refleja sobre la superficie en la que están situados los módulos. Otra de las características de la tecnología bifacial es el empleo de células fotovoltaicas de alto rendimiento con múltiples bus-bar, con el objetivo de aumentar al máximo el flujo de electrones. Esto supone una gran ventaja en caso de que haya alguna microrrotura parcial en alguna célula, ya permite que el flujo de electrones no se vea interrumpido.

Comportamiento de un módulo fotovoltaico bifacial vs uno convencional. Fuente: LG Electronics.

Incremento de producción para el modelo LG300N1T-G4. Fuente: LG Electronics.

Condiciones que influyen en el rendimiento de un panel solar con tecnología bifacial

• Inclinación y altura de montaje: La inclinación es uno de los aspectos más relevantes si queremos aprovechar al máximo la cara posterior del panel solar. De poco sirve hacer uso de este tipo de tecnología en aquellas soluciones coplanares, por el evidente hecho de que, al estar los módulos puestos sobre la superficie, la capacidad de reflexión y dispersión de la radiación difusa va a ser muy pequeña. Así pues, es conveniente que los módulos se encuentren inclinados, de modo que se favorezca la captación por la parte posterior, y también la refrigeración del módulo, evitando así las pérdidas de rendimiento por temperatura. Por otro lado, la altura a la que se encuentre el panel fotovoltaico con relación a la superficie en la que se vaya a colocar también es clave. A mayor altura de la superficie mayor capacidad de reflexión y mayor captación de radiación difusa.
• Superficie de reflexión o albedo: Por todos es conocido que el color de las superficies influye en su capacidad de almacenar calor y captar la radiación. En superficies claras esta reflexión será mayor y supondrá un mayor rendimiento de la tecnología bifacial, mientras que en superficies más oscuras habrá menos reflexión y, por tanto, un menor rendimiento.

Rendimiento adicional con relación a la superficie y altura de los módulos. Fuente: LG Electronics.

• Distancia entre filas y sistema de montaje: Como el módulo bifacial se encarga de captar la irradiación difusa reflejada en una superficie, la distancia entre las filas de módulos también es un factor importante a la hora de realizar la instalación de estos. En este caso, no solo debemos respetar la distancia mínima para evitar sombreados entre las filas de paneles, sino que también deberemos prever algo más de distancia entre filas para que la superficie de reflexión sea mayor. Además, se recomienda que las guías de sujeción empleadas para la fijación no se sitúen en perpendicular al panel fotovoltaico con el fin de evitar sombreado sobre la parte posterior del mismo. Así pues, conviene situarlas en paralelo al marco de este.

Aspectos a tener en cuenta en la elección del inversor fotovoltaico adecuado

En las fichas técnicas de los módulos bifaciales la potencia del módulo vendrá indicada por la capacidad máxima de producción en la parte directamente expuesta al sol, y es por este motivo por el que todas las condiciones nombradas con anterioridad tendrán mucho que ver en el incremento del rendimiento final del panel fotovoltaico. Emplear un módulo con tecnología bifacial nos exige prestar especial atención a la hora de escoger el inversor fotovoltaico adecuado y/o a la hora de hacer uso de optimizadores de potencia. Estos son los parámetros en los que debemos fijarnos con detenimiento:

• Intensidad máxima de cortocircuito (Isc): la intensidad del módulo puede verse incrementada en un 20%, por lo que hay que tenerlo en cuenta a la hora de paralelizar strings y llevárnoslos al inversor fotovoltaico (ver tabla 1). Dependiendo del equipo, esto puede ocasionar un efecto de “cuello de botella”, lo que supondría una pérdida de rendimiento o daños en el inversor al superar su intensidad máxima admisible.
• Potencia del equipo: Es común sobredimensionar la potencia instalada en el lado de CC con el fin de que el inversor produzca la mayor cantidad de energía durante el mayor tiempo posible. No obstante, debemos evitar de nuevo el efecto “cuello de botella” para reducir las pérdidas de rendimiento, en comparación con la potencia máxima que podría aportarnos nuestro generador por el lado de corriente alterna.
• Optimizadores de potencia: En los últimos años también se está empleando el uso de optimizadores de potencia en paneles fotovoltaicos con el objetivo de obtener el máximo rendimiento de cada uno y/o reducir las pérdidas de producción por sombreado. Así pues, es muy importante tener en cuenta las especificaciones de dichos optimizadores para evitar superar los parámetros de potencia e intensidad máxima que pueden admitir.

En conclusión, la tecnología bifacial se encuentra en pleno auge y desarrollo y nos permite un aumento del rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas y una mayor producción. Hay que tener en cuenta todos los factores que pueden influir en nuestro proyecto y que puedan hacer que sea más o menos interesante el empleo de esta tecnología.

El incremento en las ventas de este tipo de módulos ha sido notable en los últimos años y pone en evidencia que este producto se está haciendo un hueco en el mercado para distintas aplicaciones, y sobre todo en proyectos de gran envergadura en los que las condiciones del terreno y el método de montaje nos permiten un mayor aprovechamiento de las ventajas asociadas. Es de esperar que en un futuro la potencia pico de estos módulos vaya elevándose, e incluso se puedan alcanzar rendimientos mayores de los que se manejan actualmente.