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.

Construção do Painel Solar Bifacial
Construção do Painel Solar 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.

Fontes

Canal Solar, Entenda os módulos fotovoltaicos bifaciais. Disponível em: https://canalsolar.com.br/modulos-fotovoltaicos-bifaciais/

PV Magazine, Bifacial modules: The challenges and advantages. Disponível em: https://www.pv-magazine.com/2020/08/19/bifacial-modules-the-challenges-and-advantages/

Solar Power World. What are bifacial solar modules? Disponível em: https://www.solarpowerworldonline.com/2018/04/what-are-bifacial-solar-modules/

Engenheiro Guilherme Peters Junior

Guilherme Peters Junior

Engenheiro Eletricista e Analista de Marketing na Solar Inove.

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JV Solar Energia Sustentável
JV Solar Energia Sustentável
3 meses atrás

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