Módulos solares bifaciais de vidro duplo: a potência adicional das células solares bifaciais em sistemas fotovoltaicos

Independentemente de serem utilizadas células solares do tipo N ou do tipo P (mais detalhes abaixo), existe uma forma de aumentar significativamente a eficiência dos módulos solares: a tecnologia bifacial. Ao contrário das células solares monofaciais, que geram energia fotovoltaica apenas quando a sua superfície superior está iluminada, as células solares bifaciais são projetadas para gerar energia tanto na superfície superior quanto na inferior. O aumento da absorção de luz obtido dessa forma melhora consideravelmente a eficiência do módulo.

Naturalmente, a eficiência na face inferior não é tão alta quanto na face superior, que fica voltada para o sol. No entanto, dependendo da localização, da distância do solo e das condições externas, a eficiência pode aumentar em mais de 19% devido ao aumento da irradiação na face inferior. Isso pode levar a um aumento na capacidade total do sistema entre 10 e 30 Wp. Por exemplo, a potência de saída de um módulo que antes fornecia 290 Wp pode aumentar para 320 a 360 Wp.

Ao instalar sistemas bifaciais, é importante garantir que sejam montados a uma distância suficiente da superfície abaixo para permitir a transmissão adicional de luz. Para superfícies com refletividade baixa a média, como telhados de telha ou grama, a distância mínima deve ser de pelo menos 40 centímetros. Para superfícies altamente refletivas (por exemplo, neve), a distância até o solo deve ser superior a 1,5 metros.

Como funcionam os módulos solares bifaciais – Imagem: Xpert.Digital

Na tecnologia fotovoltaica (FV), até mesmo as menores discrepâncias na composição química podem levar a diferenças significativas em eficiência e viabilidade econômica. Um excelente exemplo é a comparação entre células solares do tipo P e do tipo N. Elas diferem em sua estrutura: as células solares do tipo P são baseadas em um substrato de silício com carga positiva, enquanto as células solares do tipo N são projetadas de maneira oposta, com o lado dopado negativamente servindo como base da célula.

Embora a primeira célula solar, desenvolvida nos EUA em 1954, fosse do tipo N, a célula do tipo P tornou-se dominante nos anos subsequentes. Isso ocorreu porque, inicialmente, os módulos eram utilizados principalmente na indústria aeroespacial, onde se mostraram mais robustos. Somente nos últimos anos os fabricantes de células solares começaram a repensar sua abordagem, devido à maior potência de saída das células do tipo N. Isso se deve principalmente à maior vida útil dessas células, já que, diferentemente das do tipo P, elas não são suscetíveis ao "defeito boro-oxigênio". Esse defeito leva a uma diminuição da eficiência ao longo do tempo. Além disso, as células solares do tipo N são menos propensas a impurezas metálicas no silício.

No entanto, as células solares do tipo N são atualmente mais caras de produzir, devido a décadas de foco nas células do tipo P. A produção destas últimas gerou economias de escala na cadeia de valor, que ainda precisam ser estabelecidas para a fabricação das células do tipo N. Além disso, a produção de módulos solares do tipo N envolve etapas adicionais, o que aumenta ainda mais os custos. Contudo, devido à sua maior eficiência, a participação de mercado das células do tipo N está aumentando constantemente, e é provável que seja apenas uma questão de tempo até que elas substituam as células do tipo P como a tecnologia dominante de células solares.

No módulo de vidro com tecnologia de células bifaciais, a luz é captada tanto na parte frontal quanto na parte traseira do módulo. O aumento da quantidade de luz captada aumenta a eficiência do módulo.

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Módulos solares bifaciais – Imagem: Xpert.Digital / abriendomundo|Shutterstock.com

As células solares bifaciais têm uma perspectiva de aplicação mais ampla devido à sua capacidade de geração bifacial e maior eficiência do sistema, sendo particularmente adequadas para áreas com mais neve e sistemas de geração distribuída, como telhados, espaços abertos, cercas e barreiras acústicas.

A eficiência da parte traseira da célula pode atingir mais de 19%, e os feixes de luz incidentes na parte traseira podem ser usados ​​para melhorar a capacidade de geração do sistema, com um aumento de capacidade por unidade de área de até 10% a 30%.

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