Painel Solar Bifacial: Entenda Mais

O Painel Solar Bifacial é muito similar aos módulos tradicionais, mas diferente deles, possuem células fotovoltaicas com duas faces. De um lado, é absorvida a energia radiante, os raios que incidem diretamente sobre o material. Do outro lado, é absorvida a luz refletida do solo ou da superfície do local.

Os módulos bifaciais existem desde a década de 1960, mas foi o desenvolvimento da tecnologia PERC (célula traseira de emissor passivo) que aumentou significativamente suas eficiências e criou o potencial para serem um player disruptivo no mercado de energia solar fotovoltaica.

O painel utiliza-se do efeito de albedo, que consiste no poder de reflexão de uma superfície, além de aumentar a área útil de exposição, conseguindo gerar de 30% a 50% mais energia, usando sua superfície traseira.

As células, constituídas de silício, são revestidas por camadas de filme encapsulante (EVA) e vidro especial em ambas as extremidades. Por isso, não há a necessidade de as placas estarem apontadas para o sol.

Assim, é possível instalá-las em um plano inclinado, na vertical e em vários ângulos. Isso permite a maximização do desempenho por metro quadrado, o que aumenta a economia e reduz os custos. Mesmo em dias nublados, é possível gerar mais energia do que em painéis convencionais.

Os módulos bifaciais não servem para instalações roof top (em telhados), já que a parte traseira do módulo fica colada ou muito próxima do telhado, recebendo pouca ou nenhuma luz. Nesse caso o desempenho de um módulo bifacial seria comparável ao de um módulo convencional.

Benefícios dos Painéis Solares Bifaciais

Pensados para o uso residencial, comercial e industrial, os painéis solares bifaciais oferecem diversos benefícios, como maior tempo de vida útil e garantia de eficiência de até 40 anos.

Outro benefício das placas bifaciais está relacionado à sua manutenção, mínima, tornando o gasto com o sistema praticamente nulo. Já em relação ao retorno do investimento inicial, o prazo está cada vez menor, devido à evolução tecnológica.

Inicialmente, as placas eram usadas apenas em áreas onde a energia solar disponível vinha da luz difusa que rebatia no chão ou em objetos ao redor.

Embora o valor para a implementação de um sistema de energia solar seja relativamente elevado, se compararmos com os gastos junto à concessionária de eletricidade dos municípios, a relação entre custo e benefício se mostra vantajosa.

Além de ser uma opção de energia renovável e sustentável, já existem empresas que desenvolvem projetos completos no sistema fotovoltaico.

O painel solar bifacial é uma tecnologia que eleva a eficiência e o desempenho dos sistemas de energia solar. Isso porque o equipamento conta com características que absorvem ainda mais a radiação da luz solar.

Historicamente, as células bifaciais foram direcionadas para aplicações BIPV (Building Integrated Photovoltaic) ou em áreas onde grande parte da energia solar disponível é a luz solar difusa que ricocheteou no chão ou em objetos ao redor.

No entanto, devido à queda significativa no custo do vidro solar (utilizado nos painéis fotovoltaicos) nos últimos anos tem tornando o uso de encapsulamento de vidro de dupla face viável e impulsiona a pesquisa e desenvolvimento dos painéis bifaciais.

Com a queda no preço, novas possibilidades de aplicações foram criadas: toldos, varandas, abrigos de ônibus, arquiteturas BIPV, plataformas, coberturas, toldos, fachadas, cercas, paredes, treliças, sistemas de rastreamento, etc.

Custo do Painel Solar Bifacial

Atualmente, o painel solar bifacial está com uma queda no seu preço, fazendo com que seja aplicado em diversos ambientes, tornando o custo-benefício bastante atrativo e vantajoso para os consumidores.

Mesmo com a diminuição no custo do módulo bifacial, o seu valor ainda é superior aos módulos monofaciais, como mostra o gráfico abaixo.

Painel Bifacial x Monofacial — Custo do Módulo Bifacial x Monofacial – PV MAGAZINE, 2020

Construção dos Módulos Bifaciais

Se você já entendeu o que é uma célula cristalina bifacial, deve estar imaginando que a construção do módulo solar deve ser um pouco diferente. Os módulos convencionais possuem uma folha traseira (backsheet) composta de um plástico branco e opaco.

Dessa forma, a parte traseira não recebe luz. Diferentemente, os módulos bifaciais devem ser construídos com uma lâmina traseira de vidro no lugar da folha traseira. Além da célula empregada, essa é a única diferença construtiva entre um módulo convencional e um módulo bifacial.

Surgimento do Painel Bifacial

A placa solar bifacial não é uma tecnologia tão recente como se pode imaginar. O primeiro painel bifacial foi criado e divulgado em 1954, mas apenas nos últimos anos é que o conceito ganhou a atenção do mercado de energia solar.

As placas convencionais encontradas em maior escala não geram energia nos dois lados, apenas em um. Isso porque, durante muito tempo, a tecnologia utilizada para produzir as células fotovoltaicas eram a Aluminum back-surface field (AI-BSF). Assim, a superfície era produzida em alumínio, que consiste em um componente que dificulta a passagem de luz solar.

Com a evolução tecnológica, as empresas começaram a desenvolver soluções viáveis para comercializar em massa as placas bifaciais. No Brasil, apenas a partir de 2016 que as placas bifaciais começaram a aparecer e serem mais difundidas.

A grande vantagem é que a maioria dos componentes presentes na placa bifacial solar, como o silício, é transparente em sua composição natural. No entanto, até hoje ainda há diversos desafios em relação à produção de modelos aplicáveis e eficientes.

Quais são as Tecnologias Aplicadas nos Painéis Bifaciais?

Existem 3 tecnologias que são mais utilizadas para a produção de células bifaciais — a p-PERC, a n-PERT e a HJT. A estrutura das placas é composta basicamente por vidro, sendo que uma pequena parcela é vidro na frente e na parte traseira, com outro tipo de película transparente.

Inicialmente, as placas bifaciais surgiram com foco em aplicações BIPV (Building Integrated Photovoltaic), que incorporam o painel solar na construção. Hoje em dia, os módulos bifaciais estão começando a se tornar mais viáveis para diversas aplicações.

As diferentes tecnologias dos painéis bifaciais solares melhoram a tolerância ao sombreamento e reduzem a temperatura de trabalho dos módulos, gerando mais energia e diminuindo a perda de potência efetiva. A combinação de elementos das células bifaciais ainda melhora sensivelmente a eficiência, podendo ser instalada em solos, lajes e garagens.

Devido ao avanço tecnológico, atualmente é possível encontrar modelos de placas que funcionam bem em ambientes de pouca iluminação e em períodos chuvosos e nublados. A potência do módulo aumenta justamente pela condição reflexiva das placas bifaciais.

Características dos Módulos Bifaciais

Os módulos bifaciais possuem características elétricas e dimensões físicas muito parecidas (ou mesmo idênticas) com a dos módulos convencionais. A tensão de circuito aberto (VOC), que depende da quantidade de células, é semelhante nos dois tipos de módulos. O mesmo se pode dizer das demais características como corrente de curto-circuito (ISC), potência máxima (PMPP) e outras. O que muda então?

Os módulos solares têm sua potência de pico e suas demais características especificadas para uma condição padrão de teste (STC – Standard Test Condition) que corresponde a uma intensidade de luz de 1000 W/m2 e uma temperatura de teste de 25 oC.

Nos módulos bifaciais, além das condições padronizadas em STC, que são obtidas através de um teste de flash, o fabricante informa quais poderão ser (aproximadamente) as características do mesmo módulo em diferentes condições de reflexão luminosa.

Imagens das Aplicações do Painel Solar Bifacial

Painel Solar Bifacial no Solo — Instalação em Sistemas de Solo – Solar Power World, 2018

Barreira nas Rodovias com Painel Solar Bifacial — Barreiras nas Rodovias (Holanda) – PV Magazine, 2019

Pergola com Painel Solar Bifacial — Pergola Solar – Energy Sage, 2018

Área de Lazer com Painel Solar Bifacial — Área de Lazer – Gürkan Gürtemel, Pinterest

Conclusão

Os módulos bifaciais são uma boa aposta para usinas solares, pois captam luz em suas duas faces, e seu desempenho já vem sendo comprovado.

O custo de um módulo bifacial é superior ao de um módulo convencional e o desempenho adicional pode proporcionar desempenho e retorno econômico superiores nas usinas solares.

Para sistemas fotovoltaicos em telhados os módulos convencionais ainda são a melhor opção.