PLACAS SOLARES BIFACIALES

paneles bifaciales

Las placas solares bifaciales se abren paso en un mercado atraído por la mayor eficiencia energética de este tipo de módulos de última generación. En este artículo repasamos algunas consideraciones importantes que hay que tener en cuenta al tratar con esta nueva tecnología.

Las placas solares convencionales, los que más o menos todos conocemos, suelen ser monofaciales, es decir, que capturan la luz del sol por su cara superior, mientras que la cara inferior es opaca. La energía que no se captura en las células fotovoltaicas de la cara superior simplemente se reflecta y se pierde. Los paneles solares bifaciales, por el contrario, hacen honor a su nombre: son placas solares de doble cara, por decirlo de un modo, diseñadas de manera que puedan producir energía solar a través de su cara superior pero también de la inferior. Para ello, estos paneles solares cuentan con células fotovoltaicas en ambas caras: las de la cara superior aprovechan la radiación solar directa y las de la parte inferior, cara al suelo, aprovechan la radiación reflejada. Como suele decirse, “dos es mejor que uno”, de manera que este diseño se traduce en un incremento de la producción energética en función de factores como que los módulos se instalen en superficies reflectantes o de colores claros, el ángulo de inclinación o la altura de la instalación, entre otros.

Los paneles solares bifaciales, son, salvo por su diseño de dos caras, iguales que los paneles convencionales monofaciales, es decir, pueden incorporar perfectamente otras tecnologías como las células PERC, llevar marco o no llevarlo, etc. Eso sí, es importante entender que el objetivo de la tecnología bifacial no es tanto incrementar el porcentaje de eficiencia del módulo solar como simplemente que éste genere más electricidad y, por tanto, más potencia. Para eso, el hecho de tener dos caras le viene de lo lindo.

No puede decirse que la tecnología bifacial sea realmente nueva. Las primeras células fotovoltaicas bifaciales en laboratorio ya se trabajaban en los años 60 y, de hecho, fue la empresa española Isofotón la primera en comercializar este tipo de tecnología, allá por 1981. Eso sí, ha habido que esperar a los últimos 6 o 7 años para ver un auténtico “revival” de este tipo de placas.

La forma de instalar este tipo de módulos es crucial para lograr un buen rendimiento. Existen una diversidad de configuraciones, desde aquella donde la inclinación del panel es muy elevada -casi vertical- a otras donde los paneles solares van prácticamente horizontales. Eso sí, por lo general, esta tecnología se tienda a utilizar más en superficies industriales planas o en instalaciones ancladas al suelo, no tanto en tejados residenciales.

Factores que inciden en el rendimiento de las placas solares bifaciales

En instalaciones de kits solares, cuestiones como el tipo de suelo, la altura o la distancia entre módulos no eran muy importantes. Sin embargo, en el momento en el que empezamos a trabajar con paneles bifaciales, este tipo de variables adquiere auténtica relevancia para optimizar el rendimiento de cada panel. El quid de la cuestión se encuentra en cómo maximizar la producción de energía de la cara inferior del panel. Aquí es donde estas variables que hemos mencionado resultan cruciales. Quizá en el ámbito doméstico una pequeña diferencia en este sentido pueda no resultar significativa pero si piensas en una planta fotovoltaica de cierta consideración, una buena configuración de los módulos y prestar atención a estas variables puede traducirse en millones de euros de producción.

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Las variables son: el albedo, la distancia entre paneles solares, la altura de los mismos y la sombra que producen elementos como seguidores o la propia estructura de los strings de paneles (sobre todo en grandes superficies industriales).

tecnología bifacial

Un módulo bifacial recibe radiación de tres fuentes distintas: el albedo del suelo, el que emiten los paneles que están detrás del módulo y la luz difusa que proyectan elementos del paisaje como edificios o las propias nubes.

El albedo

El porcentaje de radiación que refleja una superficie es lo que conocemos como albedo, y es una cuestión muy importante en fotovoltaica bifacial. Para que te hagas una idea, el albedo medio que refleja la Tierra es poco más de un 35% de la radiación solar pero todo depende del tipo de superficie. De este modo, las superficies de colores claros, brillantes y de textura suave (ej. una superficie de losetas blancas) tienen albedos mucho más altos –superando el 60%- que las superficies de colores oscuros, mates y rugosas (por ej. gravilla), que suelen ser estar en torno al 30%. Como es natural, una mayor radiación reflejada hará que la cara inferior del panel produzca más y que, por tanto, el módulo tenga mejor rendimiento.

Distancia entre paneles solares

Como puedes ver en la gráfica más abajo, la radiación que capta la parte inferior de un módulo solar bifacial es mayor si la distancia entre módulos también lo es, puesto que cada módulo se beneficia de mayor superficie reflectante.

distancia paneles solares bifaciales

Sombreado

La mayoría de las estructuras para placas solares, monofaciales o bifaciales, suelen contar con elementos de cableado, conexiones y fijación en la parte inferior de los módulos. Todos estos elementos tienen un impacto negativo en la captación de luz de un módulo bifacial en tanto que cubren parte de la superficie de los mismos y por tanto afectan a la producción de energía. Algunos estudios recientes sugieren que la pérdida puede llegar al 20% de la captación de luz, si bien estas conclusiones se refieren sobre todo a módulos instalados sobre seguidores solares, típicos de las grandes superficies de producción solar y que constan de varios componentes de cierto volumen. Los principales fabricantes de equipos llevan ya tiempo enfrascados en diseñar soportes para paneles bifaciales que minimizan la presencia de elementos que puedan provocar sombreado innecesario.

seguidor solar

¿Qué es un seguidor solar?

De igual manera que hace la Naturaleza con los girasoles, un seguidor solar es un sistema metálico sobre el que se asientan un número de paneles solares y que es capaz de seguir el movimiento del sol gracias a la ayuda de un motor, de modo que los paneles siempre está en el mejor ángulo para recibir la luz solar. Constan de una estructura que alberga las placas solares, un motor, un apoyo para la estructura y una base de hormigón, y aunque son habituales sobre todo en grandes instalaciones, resultan también útiles para instalaciones de placas solares en viviendas aisladas, bombeos solares y también autoconsumo solar.

Altura de las placas solares

La altura a la que estén las placas solares es también un factor importante que determina el rendimiento de un panel bifacial. En primer lugar –y esto lo habrás observado tú mismo alguna vez- porque cuanto más alto está un elemento, más difusa y clara es su sombra, con lo que la radiación que obtiene de la superficie que está debajo de él es mayor (ver gráfico abajo). Además, y de un modo similar a cómo ocurre con la distancia entre módulos, un módulo recibe albedo de mayor superficie a medida que eleva su altura, un albedo que, según algunos estudios en laboratorio, es también más uniforme.

altura placas solares

Finalmente, la altura a la que operan los módulos es también determinante en un aspecto crucial: la temperatura. Un panel a cierta altura recibe brisa más fría, de manera que opera a menor temperatura, lo que aumenta su rendimiento. Puede parecer paradójico pero es un hecho que los paneles solares operan mejor a temperaturas moderadas y su eficiencia va decreciendo a medida que la temperatura comienza a ser muy elevada. ¿Puedes imaginarte la típica imagen de un panel solar a pleno rendimiento en mitad de agosto con una temperatura de 40 grados? Pues olvídala… Ese mismo panel probablemente esté operando a mucho menos rendimiento que en mitad de, digamos, mayo, con mucho sol pero una temperatura de 26 o 27 grados.

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