Panele bifacjalne – nowoczesne rozwiązanie dla energetyki i rolnictwa

Panele fotowoltaiczne odgrywają kluczową rolę w transformacji energetycznej, a wśród nowoczesnych technologii coraz większą popularność zyskują panele bifacjalne. Dzięki zdolności do pozyskiwania energii zarówno z przedniej, jak i tylnej strony, mogą one zwiększyć efektywność produkcji prądu. Jednak nie wszędzie można i nie wszędzie warto je montować.

Jednostronne (monofacial) ogniwa fotowoltaiczne, zarówno polikrystaliczne, jak i monokrystaliczne, pochłaniają światło tylko z jednej strony. Ich tylną warstwę stanowi folia ochrona EVA. Ogniwa dwustronne (bifacial) mają warstwę aktywną z dwóch stron: moduł może absorbować światło, które pada na niego bezpośrednio, ale również światło, które jest odbite i dociera do niego od drugiej strony („od tyłu”). Jakie są ich zalety i wady? Jak mogą być wykorzystywane w rolnictwie?

Zalety paneli bifacjalnych

1. Wyższa wydajność – dzięki absorpcji promieniowania odbitego od podłoża, panele bifacjalne mogą generować nawet o 10–20% więcej energii niż tradycyjne panele monofacjalne.
2. Dłuższa żywotność – lepsza cyrkulacja powietrza wokół paneli zmniejsza ryzyko przegrzewania, co wydłuża ich trwałość i poprawia efektywność pracy. Prawidłowo zainstalowane, uzyskują 80% gwarantowanej mocy nawet po 30 latach, a ich duża stabilność ogranicza powstawanie mikropęknięć.
3. Lepsza adaptacja do warunków pogodowych – dzięki zdolności do wykorzystania światła odbitego, są bardziej efektywne w warunkach zimowych i przy zachmurzonym niebie.
4. Większa elastyczność montażu – mogą być instalowane zarówno w systemach naziemnych (jako elementy ogrodzenia, ekranów dźwiękochłonnych, zadaszeń parkingowych itp.) jak i na budynkach oraz w instalacjach agrovoltaicznych.

Wady paneli bifacjalnych

1. Wyższy koszt zakupu – są droższe od standardowych paneli monofacjalnych, co może wpływać na opłacalność inwestycji.
2. Konieczność odpowiedniego montażu i ustawienia paneli – aby w pełni wykorzystać potencjał paneli bifacjalnych, należy zapewnić im odpowiednie podłoże odbijające światło, np. jasny żwir lub trawę oraz przestrzeń przy montażu pionowym. W przypadku montażu na dachu musi on mieć odpowiednią nośności i być pokryty białym lub szarym materiałem dachowym.
3. Większa masa i wymiary – ze względu na dodatkową warstwę szkła, panele mogą być cięższe, co wymaga solidniejszej konstrukcji wsporczej.

Sposoby montażu paneli bifacjalnych

Panele bifacjalne mogą być montowane na trzy sposoby tj.:

1. W pionie - moduły ustawione wschód-zachód są nieefektywne i muszą być oddalone od siebie o 15 metrów. Ogranicza to znacznie liczbę paneli, które da się umieścić na dostępnej powierzchni w porównaniu z modelami jednostronnymi. Stanie paneli bifacjal gwarantuje wysoką ich wydajność tylko na dużej przestrzeni.
2. Standardowo, czyli pod kątem 35 stopni, z przednią stroną skierowaną na południe - rozwiązanie efektywne i opłacalne, ponieważ tylna strona może wytwarzać nawet do 25 proc. ogółu energii. Istotną rolę odgrywa wysokość, na jakiej umieszczone są panele bifacjalne. Im wyżej w stelażu są one zamontowane, tym większa ilość energii elektrycznej jest produkowana, czyli tym wyższy współczynnik efektywności.
3. Na jednoosiowym systemie nadążnym (trackerze) - ten sposób montażu paneli bifacjalnych jest najbardziej efektywny, ze względu na najwyższą wydajność, ale też najdroższy. Z drugiej strony, większe wydatki z czasem się zwrócą, więc również takie rozwiązanie warto rozważyć.

Przy montażu paneli dwustronnych należy również współczynnik albedo, czyli zdolność do odbijania światła słonecznego przez podłoże, na którym umieszczona jest instalacja. I tak dla białego pokrycia dachowego współczynnik albedo wynosi 50-60%, dla piasku lub żwiru 60% a dla pomalowanego białą farbą refleksyjną betonu 60-80%. W przypadku naturalnego podłoża współczynnik albedo dla śniegu sięga aż 95%, dla trawy już jedynie 10-25% a dla wody zaledwie 8%.

Zastosowanie paneli bifacjalnych w rolnictwie

Coraz popularniejszym trendem jest wykorzystanie paneli bifacjalnych w rolnictwie w ramach tzw. agrovoltaiki. Ich zalety obejmują:

• Ochronę upraw przed ekstremalnymi warunkami pogodowymi – konstrukcja paneli może chronić uprawy przed nadmiernym nasłonecznieniem, suszą, gradem czy silnymi opadami deszczu.
• Optymalne wykorzystanie przestrzeni – rolnicy mogą jednocześnie produkować energię i uprawiać ziemię.
• Zmniejszenie parowania wody z gleby – co jest istotne w suchych regionach.
• Dodatkowy dochód dla rolników – sprzedaż nadwyżek energii może wspomagać finansowanie gospodarstwa.
• Zrównoważony rozwój – promuje wykorzystywanie technologii opartych na OZE przyczyniając się do redukcji emisji CO2.

Podsumowanie Panele bifacjalne to przyszłościowe rozwiązanie, które zwiększa efektywność produkcji energii odnawialnej. Ich zastosowanie w rolnictwie otwiera nowe możliwości dla gospodarstw, pozwalając na jednoczesne wykorzystanie ziemi do produkcji rolnej i energetycznej. Mimo wyższych kosztów inwestycji, długoterminowe korzyści mogą uczynić je opłacalnym rozwiązaniem dla przyszłości sektora rolnego i energetycznego.