Bifaziale PV Solarmodule, bis zu 11% maximierter Energieeinfang über den ganzen Tag hinweg und nicht nur zu einer Spitzenzeit.
Von der horizontalen Installationen zum bifacialen Solarmodul.
Vertikale Paneele werden auf Dächern und dem Boden montiert. Bei den meisten horizontalen Installationen ist der Winkel der Paneele relativ zur Neigung des Daches oder des Bodens, und die Winkel sind in der Regel bescheiden. Der Winkelbereich für horizontale Anlagen liegt normalerweise zwischen 20 und 35 Grad. Dies erleichtert das Einfangen der Sonne während eines einzigen Zeitfensters, wenn die Sonne zur Mittagszeit direkt über der Anlage steht. Wenn horizontale Paneele nur eine Leistungsspitze haben, muss die Energie für eine spätere Nutzung gespeichert werden. Das flache, horizontale Solarpanel hat die Solarenergie dominiert, aber Ingenieure leisten Pionierarbeit für neue Solartechnologien, die dort eingesetzt werden, wo herkömmliche Solarpaneele nicht geeignet sind.
In der dynamischen Landschaft der Solartechnologie spielen kontinuierliche Innovationen bei Photovoltaik-Modulen (PV-Modulen), allgemein bekannt als Solarmodule, eine entscheidende Rolle bei der Förderung von Energieeffizienz und Nachhaltigkeit. Neben der Entwicklung innovativer Methoden zur Nutzung der Solarenergie bemühen sich die Unternehmen der Solarbranche oft auch um die Verbesserung der bestehenden Technologie. Bifacial ist eine solche Optimierung. Der Begriff "bifacial" ist im Bereich der Photovoltaik und der Solarenergiebranche häufig zu hören. Es handelt sich dabei um einen Trend, der sich noch in der Entwicklung befindet. Bifacial bedeutet, dass ein Solarmodul oder eine Solarzelle für Licht von beiden Seiten empfindlich ist. Dabei ist diese Technologie nicht neu. Sie wird schon seit 1994 für Aufgaben wie die Schaffung von Lärmschutzwänden eingesetzt. Das vertikale bifaziale Solarmodul kann in dicht besiedelten Gebieten oder in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Bifaciale Solarmodule fangen die Sonnenenergie aus mehreren Winkeln ein. Bifaciale Solarmodule sind seit einigen Jahrzehnten ein Trendthema auf Fachmessen, Nachrichtenkanälen und Konferenzen. Aber erst kürzlich haben bifaziales Solarmodule begonnen, sich von der Theorie in die Realität zu verwandeln.
Was ist ein bifaziales Solarmodul?
Herkömmliche Solarmodule bestehen in der Regel aus monofacialen PV-Zellen, die zwischen einer vorderen Glasabdeckung und einer Rückseitenfolie eingeschlossen sind. Im Gegensatz dazu weisen bifaziale PV-Module sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite transparente Schichten auf, zwischen denen sich bifaziale Zellen befinden. Dieses einzigartige Design ermöglicht es diesen Modulen, das Sonnenlicht von beiden Seiten zu nutzen, daher der Name bifacial". Sie wurden in den 1960er Jahren entwickelt und kamen erstmals in den 1970er Jahren im Rahmen des sowjetischen Raumfahrtprogramms zum Einsatz. In den 1980er Jahren verhalf die Entwicklung der PERC (Passive Emitter Rear Cell) - einer Technologie, mit der eine höhere Energieumwandlungseffizienz erzielt werden konnte - den bifacialen Modulen zu größerer Bedeutung. Verbesserte Leistungs- und Kosteneffizienzen haben bifaciale PV-Module zugänglicher gemacht, und sie sollen nun zum Industriestandard werden.
Monofaciale Paneele, die in der Regel auf Dächern oder auf Freiflächen installiert werden, haben nur eine Arbeitsseite, die der Sonne zugewandt ist, während die andere Seite dem Dach des Gebäudes oder dem Boden zugewandt ist, also nicht dem direkten Sonnenlicht. Im Gegensatz dazu können bifaziale Module das Sonnenlicht von beiden Seiten aufnehmen und so Strom erzeugen. Wie das geht? Während die Vorderseite des Moduls dem direkten Sonnenlicht ausgesetzt ist, erzeugt die Rückseite des Moduls Strom aus dem Licht, das vom Boden oder von der Umgebung des Moduls reflektiert wird. Auf diese Weise erzeugen bifaziale Module mehr erneuerbare Energie als ihre monofazialen Gegenstücke.
Es gibt zwei Arten bifazialer PV-Solarmodule: Bei der ersten Art werden Glasschichten sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite des Moduls verwendet, die als "Glas-Glas-PV-Module", "Doppelglas-PV-Module" oder "Doppelglas-PV-Module" bezeichnet werden. Die zweite Art verwendet eine Glasschicht auf der Vorderseite und eine transparente Rückseitenschicht auf der Rückseite des Paneels, die als "Bifacial Glass-Backsheet PV Modules" bezeichnet werden.
Wofür eignen sich bifaziale Solarmodule?
Bifaziale Solarmodule sind eine ausgezeichnete Wahl, wenn Sie keine Module auf Ihrem Dach installieren können. Sie können sie auf dem Boden montieren und erhalten so die gewünschte Stromerzeugung. Bifaziale Solarmodule können in Umgebungen verwendet werden, die mehr Energie benötigen. Dabei handelt es sich vor allem um Großprojekte wie Solarparks. Bifaciale Paneele können auch für den privaten und gewerblichen Gebrauch verwendet werden, da sie auf dem Boden installiert werden können. Allerdings erzeugen bifaziale Paneele noch mehr Energie, wenn sie über einer stark reflektierenden Oberfläche installiert werden, z. B. in einer steinigen, sandigen oder verschneiten Umgebung. Auf Dächern funktionieren sie nicht so gut, da dort nur wenig Platz für das reflektierte Licht bleibt. Bifacial-Paneele eignen sich perfekt für die Verglasung von Swimmingpools oder die Überdachung von Pavillons, Pergolen und Gartenlauben.
Vorteile und Möglichkeiten von bifazialen vertikalen Paneelen.
Ein vertikales Paneel steht in einem Winkel von 90 Grad und maximiert den Energieeinfang über den ganzen Tag hinweg und nicht nur zu einer Spitzenzeit. Diese kontinuierliche Energieerfassung ist besonders nützlich, weil sie den Speicheraufwand verringert. Die Vorteile der bifazialen Vertikalpaneele sind in den Daten deutlich erkennbar. Studien zeigen, dass vertikale Paneele bis zu 11 % mehr Energie liefern als die horizontale Alternative. Wird das vertikale Paneel mit einer Nachführfunktion kombiniert und der Winkel des Paneels leicht angewinkelt, steigt der Energieertrag deutlich auf 27 % an.
Mehr Energie.
Einer der wichtigsten Vorteile bifazialer Glas-Glas-PV-Module ist ihre höhere Energieproduktion. Diese Module können das Sonnenlicht sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite (dem Boden zugewandt) einfangen, was sie sehr effizient macht. Wenn sie auf einer reflektierenden Oberfläche, wie z. B. weißem Kies oder Schnee, aufgestellt werden, können diese Module zusätzliches Sonnenlicht aufnehmen, was ihre Energieausbeute erheblich steigert. Einige Studien besagen, dass bifaziale Module den Energieertrag um 25 % bis zu 30 % gegenüber herkömmlichen monofacialen Modulen steigern können.
Höhere Energieausbeute über die gesamte Lebensdauer.
Neben der gesteigerten Energieproduktion bietet die bifaziale Bauweise dieser Module auch höhere Energieerträge über die gesamte Lebensdauer. Dieser Vorteil wird vor allem bei Installationen deutlich, bei denen reflektiertes Licht eingefangen werden kann. Die inhärente Fähigkeit, das Sonnenlicht von beiden Seiten zu nutzen, führt zu einer beträchtlichen Steigerung der Energieerzeugung über die gesamte Lebensdauer und hebt sie von ihren monofacialen Gegenstücken ab.
Bifaciale Solarmodule funktionieren auch bei diffusem Licht.
Zusätzlich zu ihren zahlreichen Vorteilen bieten bifaciale Solarmodule weitere Vorteile wie ihre monofacialen Gegenstücke: eine außergewöhnliche Leistung bei diffusen Lichtverhältnissen. Diese bemerkenswerte Eigenschaft macht sie zu einer wirtschaftlichen Wahl, wenn man die langfristigen Kosten berücksichtigt. Die größere Oberfläche bifazialer Paneele ermöglicht es ihnen, diffuses Licht effektiver einzufangen und umzuwandeln, was letztlich die Kosten im Vergleich zu monofazialen Paneelen reduziert.
Verbesserte Ästhetik.
Die transparenten Vorder- und Rückseiten von bifazialen Glas-Glas-Modulen bieten ein elegantes, modernes Aussehen, das sich nahtlos in verschiedene architektonische und gestalterische Anwendungen einfügt. Diese Ästhetik macht sie zu einer attraktiven Option für private und gewerbliche Solaranlagen. Da keine Erdung erforderlich ist, bieten diese Paneele eine unvergleichliche Designflexibilität. Der komplette Glasrahmen bifazialer Solarmodule ist sehr ästhetisch und unterscheidet sie von ihren monofazialen Pendants.
Glas-Glas-Solarmodule (G-G).
Es gibt Bifacial-Solarmodule als Glas-Glas-Solarmodule. Diese auch als Doppelglas- oder Zweiglas-Solarmodule bezeichneten Paneele weisen sowohl auf der oberen als auch auf der unteren (dem Boden zugewandten) Schicht transparentes Glas auf. Bifaziale Glas-Glas-Paneele haben eine hervorragende Feuchtigkeitsresistenz. Die besten Modulhersteller verwenden POE (Polyolefin-Elastomer) als Verkapselungsmaterial in Glas-Glas-Solarmodulen. Das für seine außergewöhnliche Feuchtigkeitsbeständigkeit bekannte POE-Verkapselungsmaterial weist eine deutlich geringere Wasserdampfdurchlässigkeit (WVTR) auf als das üblicherweise in monofacialen Solarmodulen verwendete EVA-Verkapselungsmaterial. Diese Eigenschaft sorgt dafür, dass POE weniger wahrscheinlich das Eindringen von Feuchtigkeit in das Solarmodul zulässt, was das Risiko von Schäden an den Solarzellen verringert und die Zuverlässigkeit der Module erhöht, insbesondere in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit. Darüber hinaus ist das POE-Verkapselungsmittel die bevorzugte Wahl für Modulhersteller bei der Entwicklung feuchtigkeitsempfindlicher, hocheffizienter Solarmodule wie TOPCon, da es langfristigen Schutz und Zuverlässigkeit bietet.
Verbesserte Langlebigkeit.
Wenn es um Langlebigkeit geht, glänzen bifaciale Solarmodule mit ihrem rahmenlosen Design und ihrer robusten Konstruktion. Die beidseitig mit gehärtetem Glas ummantelten Paneele bieten eine außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit gegenüber verschiedenen Wetterbedingungen, UV-Strahlen, hohen Temperaturen und sogar starkem Wind. Diese Widerstandsfähigkeit ist auf die gleiche Dicke der vorderen und hinteren Glasscheibe von jeweils 2 mm zurückzuführen. Dank dieser gleichmäßigen Dicke sind diese Module nur minimalen Druck- oder Zugbelastungen ausgesetzt, was einen optimalen Schutz für die eingebetteten Solarzellen bietet. Diese inhärente Robustheit macht sie ideal für verschiedene Installationen und zeigt, dass sie auch anspruchsvollen Umweltbedingungen standhalten können. Daher weisen bifaciale Solarmodule eine längere Lebensdauer auf, was sie zu einer zuverlässigen und langlebigen Investition in die Gewinnung sauberer Energie macht.
Längere Garantien.
Einer der bemerkenswerten Vorteile der Entscheidung für bifaziale Solarmodule ist die Garantiezeit, die bis zu 30 Jahre betragen kann. Diese verlängerte Garantie zeigt nicht nur das Vertrauen der Hersteller in die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit dieser Paneele, sondern gibt auch den Liebhabern der Solarenergie ein beruhigendes Gefühl.
Reduzierte potenzialinduzierte Degradation (PID).
Bifaciale Solarmodule stellen eine bahnbrechende Alternative zu ihren monofacialen Gegenstücken dar. Das Fehlen eines Metallrahmens erhöht nicht nur die optische Attraktivität, sondern verringert auch das Risiko der potenzialinduzierten Degradation (PID) der Solarzellen.
Optimierte Leistungsverstärkung.
Die transparente Rückseitenfolie in bifacialen Glas-Rückseitenmodulen ermöglicht eine bessere Wärmeableitung als bei Modulen mit Glas auf der Rückseite, so dass sie mehr Leistung auf der Rückseite aufnehmen können. Diese Optimierung des Leistungsgewinns führt zu einer höheren Energieproduktion.
Leichte Reinigung.
Die äußerste Schicht der transparenten Rückseitenfolie ist schmutzabweisend und hat hydrophobe Eigenschaften, so dass Wassertropfen leicht abperlen und dabei Schmutz und Staub mit sich führen. Dies trägt dazu bei, die Ansammlung von Schmutz und Staub auf der Oberfläche der Rückwand zu minimieren, und sorgt für minimale Auswirkungen auf die Energieerzeugung.
Effizient mit Schnee.
Bifaciale Solarmodule sind bei starkem Schneefall effizient. Im Winter sind monofaciale Solarmodule in der Regel von starkem Schnee bedeckt, was die Stromerzeugung drastisch reduziert. Somit muss man geduldig warten, bis der Schnee von den Paneelen geräumt ist, bevor sie das Solarsystem wieder Strom liefert. Bifaziale Solarmodule können jedoch auch dann noch Strom erzeugen, wenn die Vorderseiten mit Schnee bedeckt sind, da sie das Sonnenlicht von der Rückseite einfangen können. Im hochalpinen Bereich werden bifaziale Solarmodule auch deshalb eingesetzt, weil die Sonne den Schnee auf dem Glas zum schmelzen bringt und deshalb die gesamte Fläche schneefrei ist. Der Schnee reflektiert das Sonnenlicht und die Effizienz nimmt dadurch noch weiter zu.
Vorteile von Bifacial Glass-Backsheet-Modulen.
In den letzten Jahren sind immer mehr Modulhersteller zu transparenten Rückseitenfolien übergegangen, da diese zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Glasmodulen bieten. Diese Module verfügen über eine transparente Glasschicht auf der Oberseite und eine transparente Rückseitenfolie und haben deshalb ein geringes Gewicht. Bifacial Glass-Backsheet (G-B) Module sind 17% leichter als Glass-Glass (G-G) Module. Das geringere Gewicht bietet mehrere Vorteile, darunter niedrigere Transportkosten, geringere Bruchgefahr während des Transports, geringere Arbeitskosten, Einsparungen bei den BOS-Kosten (Balance of System), verbesserte Effizienz bei der Handhabung und Installation und geringere Umweltbelastung.
Verbesserte Stoßfestigkeit.
Bei bifacialen G-B-Modulen wird auf der Vorderseite ein 3,2 mm dickes gehärtetes Glas verwendet, das im Vergleich zu dem in G-G-Modulen üblicherweise verwendeten 2 mm bis 2,1 mm dicken wärmebehandelten Glas eine höhere Stoßfestigkeit und Haltbarkeit aufweist.
Anti-UV-Eigenschaften.
Das in PV-Modulen verwendete Glas hat im Allgemeinen eine UV-Durchlässigkeit von 40-50 %. Transparente Rückseitenfolien hingegen haben eine viel geringere UV-Durchlässigkeit (<1 %). Daher blockiert sie einen großen Teil der UV-Strahlung und verbessert so die langfristige Zuverlässigkeit und Leistung des Moduls.
Leichte Reinigung.
Die äußerste Schicht der transparenten Rückseitenfolie besteht aus einer PVF-Folie (Polyvinylflourid), die für Fleckenbeständigkeit sorgt. Die Rückseitenfolie hat außerdem hydrophobe Eigenschaften, die dafür sorgen, dass Wassertropfen leicht abperlen und dabei Schmutz und Staub mit sich führen. Dies trägt dazu bei, die Ansammlung von Schmutz und Staub auf der Rückseitenfolie zu minimieren, und sorgt für minimale Auswirkungen auf die Energieerzeugung.
Niedrigere Betriebstemperatur.
Im Gegensatz zu Glas erleichtert die transparente Rückseitenfolie die Wärmeableitung von der Rückseite des Moduls, was zu einer niedrigeren Betriebstemperatur führt. Dies wiederum trägt zu einer höheren Energieerzeugung bei.
Höherer Tagesertrag pro Watt.
Dank ihrer niedrigeren Betriebstemperaturen haben bifaciale G-B-Module das Potenzial, mehr Strom zu erzeugen, insbesondere an sonnigen Tagen, wenn sie sich während des Betriebs nicht so stark erwärmen.
Korrosionsbeständigkeit.
Glas ist in alkalischen Umgebungen anfällig für Korrosion, was oft zu weißen Flecken oder einem trüben Aussehen führt. Im Gegensatz dazu ist das transparente Rückseitenmaterial so konzipiert, dass es solchen Bedingungen standhält, ohne sich zu zersetzen oder weiße Flecken zu bilden.
Nachteile bifacialer Solarmodule.
Es gibt nur wenige Nachteile bei
bifazialen Solarmodulen, wie:
- hohe Installationskosten
- teure bifaziale Solarmodule
aufgrund des Doppelglases
- schweres Gewicht aufgrund des
Glases
- bifaziale Solarmodule können
nicht in der Nacht, an einem bewölkten Tag oder während eines Sturms eingesetzt
werden
Wie funktioniert ein bifaziales Solarmodul?
Bifaziale Solarmodule nehmen das Licht von der Vorder- und Rückseite auf und ermöglichen so die Nutzung von Streulicht und Albedo-Licht. Albedo-Licht ist der Teil des Lichts, der von einer Oberfläche reflektiert wird. Der Wirkungsgrad kann bis zu 30 % erreichen und hängt von verschiedenen Faktoren ab, nämlich dem Reflexionsvermögen der Bodenoberfläche, der Höhe über dem Boden und dem Neigungswinkel. Das gestreute Licht, das aus allen Richtungen einfällt, wird als diffuses Licht bezeichnet. Das bifaziale Solarmodul kann die direkte Sonnenstrahlung, die reflektierte Strahlung von Oberflächen in der Nähe der Solarmodule und die indirekte Streustrahlung, die durch Wolken oder Luftpartikel verursacht wird, absorbieren. So können bifaziale Solarmodule die Anzahl der Stunden maximieren, in denen die Paneele das Sonnenlicht einfangen, da ihre Doppelpaneele die Sonnenstrahlen am Morgen und am frühen Abend und damit über einen längeren Zeitraum absorbieren. Bei bifazialen Solarmodulen muss man sich zudem keine Sorgen um hohe Temperaturen machen. Diese Solarmodule können die Arbeitstemperaturen durch ihre Glaszusammensetzungskanäle senken.
Außerdem sind bifaziale Solarmodule mit einer Glas-Glas-Struktur ausgestattet. Im Vergleich zu den früher verwendeten monofacialen Modulen, die aus einer Glas-Rückseite bestehen, bieten sie eine längere Lebensdauer. Heute sind mehrere Dünnschicht-Photovoltaiktechnologien verfügbar. Dazu gehören vor allem farbstoffsensibilisierte Solarzellen und Kupfer-Indium-Gallium-Selenid (CIGS). Verschiedene aktuelle Dünnschicht-Photovoltaiktechnologien wie CIGS und Farbstoffsolarzellen können leicht in bifaziale Solarzellen umgewandelt werden.
Bifaziale Solarmodule enthalten ein rückseitiges Deckglas und bifaziale Solarzellen. Das nicht absorbierte Photon in der vorderen Schicht wird später langsam absorbiert, wenn es von der angrenzenden Oberfläche zurückprallt. Dies wiederum erhöht den Wirkungsgrad der bifazialen Solarzelle. Die Glas-Glas-Struktur bietet den Solarmodulen zahlreiche Vorteile, insbesondere die Verringerung von Feuchtigkeitskorrosion, Mikrorissen und Delaminierung. Sie weisen eine niedrige Zelltemperatur und Degradationsrate auf. Darüber hinaus weisen bifaziale Solarzellen eine geringere Biegung, hohe mechanische Festigkeit und Flammfestigkeit auf.
Wichtige Entwicklungen in der Industrie für bifaziale Solarmodule.
Letzten Endes geht es immer um Geld. Die Stromgestehungskosten (Levelized Cost of Energy - LCOE) sind ein sehr gebräuchlicher Begriff, der zu diesem Zweck verwendet wird. Die Hersteller suchen nach einem optimalen LCOE-Wert. Dem Punkt mit der höchsten Leistung schenken sie keine große Aufmerksamkeit. Auf dem Markt für bifaziale Solarmodule gibt es viele Kompromisse. Die Hersteller versuchen jedoch, alle Schwierigkeiten zu überwinden, um den Kunden qualitativ hochwertige Produkte anzubieten.
Die Branche der bifazialen Solarmodule befindet sich noch in der Anfangsphase ihrer Entwicklung. Die wichtigsten Marktteilnehmer, wie Soltec, NEXTracker und Array Technologies (ATI), entwickeln langsam Testfelder. Diese Testfelder bestehen aus mehr als einem halben Dutzend bifazialer Panels. Sie helfen dabei, Datensätze über einen Zeitraum von drei bis sechs Monaten zu generieren. Die oben genannten Unternehmen konzentrieren sich darauf, bis zu 7 Jahre lang Daten zu sammeln, um die Produktion, Effizienz und Zuverlässigkeit der bifazialen Solarzellen zu verbessern. Eine solche Initiative soll in der Solarenergiebranche Maßstäbe setzen.
Bifaziale Paneele gibt es in drei verschiedenen Formen.
1. Glas/Glas: Bifaziale Paneele mit doppelseitigen Glasflächen sind strukturell stärker und können schwereren Lasten standhalten als andere bifaziale oder monofaciale Solarmodule.
2. Glas/transparente Rückwand: Die Vorderseite ist mit Glas ummantelt, während die Rückseite durch eine transparente Rückwand geschützt ist. In der Regel sind sie günstiger als Glas/Glas-Paneele.
3. Glas/Rückwand: Ähnlich wie bei den bifazialen Paneelen besteht die Vorderseite aus Glas und die Rückseite aus einer undurchsichtigen Rückseitenfolie.
Bifaziale Paneele können ebenfalls entweder monokristallin oder polykristallin sein. In der Regel handelt es sich jedoch um monokristalline Module, die einen höheren Wirkungsgrad haben. Ein bifaziales polykristallines Modul ist selten zu finden, da der geringere Wirkungsgrad von polykristallinen Modulen den Zweck der bifazialen Module zunichte macht. Während Glas-Glas-Konfigurationen aufgrund ihrer bewährten Zuverlässigkeit den Markt dominieren, haben die Knappheit von Glas und Bedenken hinsichtlich des Gewichts einige Hersteller dazu veranlasst, auf glas-transparente Rückseitenstrukturen auszuweichen.
Installation von Bifacialen Solarmodulen.
Da bifaziale Solarmodule anders funktionieren als herkömmliche Module, sind ihre Installation und Montage von mehreren Faktoren abhängig. Bifazial-Module können gerahmt oder rahmenlos sein. Rahmenlose Module werden mit Gummiklemmen montiert, die das Glas an Ort und Stelle halten. Sie sind PID-frei und benötigen keine Erdung. Gerahmte Module werden wie herkömmliche Module montiert. Bifaciale Solarmodule können horizontal und vertikal montiert werden - in den meisten Fällen erfolgt die vertikale Montage in gebäudeintegrierten BIPV-Systemen. Die Montage- und Gestellsysteme sind speziell für bifaziale Anlagen ausgelegt, um die Abschattung zu minimieren und die Sonneneinstrahlung zu maximieren. Bifazial-Module erfordern eine spezielle Struktur, die die Paneele in einer größeren Höhe montiert. Je höher ein bifaziales Modul montiert wird, desto mehr Energie erzeugt es aufgrund seiner bifazialen Eigenschaften. Diese Module werden in der Regel in festen oder geneigten Arrays montiert. Geneigte Module werden so montiert, dass das Licht bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang optimal ausgerichtet ist.
Bifaziale Solarmodule können in verschiedenen Winkeln oder Ausrichtungen eingesetzt werden. Aufgrund ihrer doppelseitigen Beschaffenheit können bifaziale Solarmodule in einem größeren Winkel (nach Süden in Richtung Äquator) installiert werden als monofaziale Module. Bifaziale Paneele können sogar in einem Winkel von 90 Grad gut funktionieren. Im Vergleich dazu müssen monofaziale Paneele in einem Winkel von 30 bis 45 Grad in Richtung Süden und Äquator installiert werden. Bifaziale Solarmodule erfordern einen besonderen und einzigartigen Installationsprozess. Neben der Montage und Anbringung der Paneele ist auch das Kippverfahren von Bedeutung. Bei der bündigen Montage auf einem Dach verhindern diese Module, dass reflektiertes Licht die Rückseite der Zellen erreicht. Diese Eigenschaft macht bifaziale Module besonders vorteilhaft für flache kommerzielle Dächer und Freiflächenanlagen. Der zusätzliche Platz ermöglicht eine größere Neigung und lässt das reflektierte Licht auf die Rückseite der Module fallen, was ihre Leistung weiter verbessert. Die Installation kann etwas teurer sein, aber kommerzielle Anlagen können von den langfristigen Vorteilen eines höheren Energieertrags profitieren.
Wenn Sie bifaziale Solarmodule selbst montieren möchten.
Die Montagesysteme für bifaziale Solarmodule unterscheiden sich von den herkömmlichen Lösungen. Bifaziale Solarmodule benötigen einen möglichst schattenarmen Bereich auf ihrer Vorder- und Rückseite, um die Sonnenenergie maximal einzufangen. Um die Abschattung auf der Rückseite der Module zu minimieren, können neuere Gestelllösungen, kleinere Tragschienen und Anschlussdosen verwendet werden. Der erste Schritt bei der Installation von bifazialen Solarmodulen besteht darin, einen geeigneten Standort für die Installation zu finden. Sie sollten sich für einen Bereich entscheiden, der den größten Teil des Tages über gut besonnt ist. Es sollten keine Hindernisse wie Gebäude oder Bäume das Sonnenlicht vom Standort abhalten. Der Standort kann sich auf dem Dach Ihres Gebäudes befinden, oder Sie nutzen die Option der Bodenmontage. Bereiten Sie als Nächstes den gewünschten Standort vor, indem Sie alle Ablagerungen beseitigen. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Oberfläche eben ist. Nach der Vorbereitung des Standorts wird das Montagesystem für die bifazialen Solarmodule mit einer Dach- oder Mastbefestigung installiert. Anschließend werden die Solarmodule mit dem Montagesystem verbunden. Die bifazialen Solarmodule werden an den Wechselrichter angeschlossen. Der Wechselrichter wird dann an das Stromnetz angeschlossen. Das installierte bifaziale Solarsystem wird eine Zeit lang beobachtet und bei Bedarf angepasst.
Lassen Sie etwas Platz zwischen den Modulreihen: Berücksichtigen Sie bei der Installation einen Abstand von etwa 3 bis 5 cm zwischen den einzelnen Modulreihen. Das wird im Winter sehr nützlich sein. Durch diesen Abstand kann der Schnee, der von der oberen Reihe herabfällt, ungehindert auf den Boden fallen, so dass sich der Schnee nicht am First zwischen den beiden Reihen auftürmt. Wenn der Schnee durch den Zwischenraum ungehindert auf den Boden fällt, trägt er beim Schmelzen zur Wärmeerzeugung auf der Rückseite der Platten bei.
Lassen Sie einen Abstand von 100 bis 110 cm zwischen dem Boden und der Unterkante des Arrays. Dieser Abstand ist wichtig, damit sich im Winter genügend Schnee auf dem Boden ansammeln kann. Ein weiterer wichtiger Grund für diesen Abstand ist, dass die Paneele sich nicht selbst verschatten. Vermeiden Sie die Verwendung von nicht reflektierenden und dunkel gefärbten Materialien unter den Paneelen. Bifaziale Solarmodule erhöhen die Leistung um fast 30 %, wenn Sie reflektierende, helle Materialien unter der Anlage verwenden. Wenn Sie bifaziale Module auf Ihrem Dach installieren müssen, decken Sie Ihr Dach mit einem weißen EPDM-Material ab.
Bifaziale Solarmodule für Wohnmobil, Boot und Wintergarten: Für kleine netzunabhängige Szenarien wie Wohnmobile, in denen die Installationsfläche begrenzt ist, sind bifaziale Solarmodule aufgrund ihrer hohen Kosten, ihres hohen Gewichts und der höheren Installationsanforderungen immer noch eine seltene Option auf dem Markt. Doppelseitige Solarmodule sind jedoch effizient, um den steigenden Energiebedarf moderner Wohnmobilbesitzer und für einen netzunabhängigen Lebensstil zu befriedigen.
Kosten für die bifaziale Module.
Die vertikalen Paneele sind aufgrund ihrer Höhe und der doppelten Anzahl von Solarzellen, die für jedes Panel verwendet werden, teurer. Die doppelseitige Oberfläche ermöglicht es den Paneelen jedoch, mehr Sonnenstrahlen aus extremeren Winkeln während der Morgen- und frühen Abendstunden einzufangen. Beim Vergleich der Kosten für die bifaziale und monofaziale Herstellung stellte das National Renewable Energy fest, dass die bifaziale Option teurer ist, vor allem wegen der Material- und Waferpreise aufgrund der doppelten Fläche der vertikalen Platte. Diese Vorlaufkosten könnten im Vergleich zu den langfristigen Energieertragssteigerungen jedoch minimal sein, insbesondere im kommerziellen Maßstab.
Haben bifaciale Solarmodule eine große Zukunft?
Während monofaciale Module den Markt derzeit mit fast 65 % dominieren, ist ihr Marktanteil eher rückläufig. Der Trend in der Branche geht hin zu hocheffizienten bifazialen Modulen. Einer Studie zufolge (ITRPV-Bericht) werden bifaziale Module bis 2033 etwa 70 % des Marktanteils ausmachen. Der globale Markt für bifaziale Solarmodule wird nach Typ in verschiedene Zelltypen eingeteilt, nämlich Dünnschicht-Solarmodule, polykristalline Solarmodule und monokristalline Solarmodule. Monokristalline Solarmodule bieten eine höhere Energieeffizienz als ihre Konkurrenten und werden daher bei kommerziellen Projekten am meisten bevorzugt. Außerdem sind sie von Natur aus teuer. Polykristalline Solarmodule hingegen sind billiger als ihre Gegenstücke. Daher werden sie eher bei Wohnprojekten eingesetzt.
Steigende Nachfrage nach Elektrizität für den kommerziellen und industriellen Sektor.
Der globale Markt für bifaziale Solarmodule wird nach Anwendungsbereichen in die Kategorien Gewerbe, Wohngebäude und andere unterteilt. Der gewerbliche Sektor wird den Prognosen zufolge den Weltmarkt aufgrund der ständig steigenden Nachfrage nach Strom anführen. Darüber hinaus wird der Industriesektor während des Prognosezeitraums aufgrund der Nachfrage nach solarbasierter Elektrizität, insbesondere während der Spitzenzeiten, ebenfalls schnell wachsen. Daher entwickeln zahlreiche prominente Marktteilnehmer bifaziale Solarmodule, die mit den neuesten technologischen Fortschritten ausgestattet sind. Sie zielen derzeit darauf ab, das Design und die Effizienz der bifazialen Solarmodule zu verbessern und sie gleichzeitig kostengünstig zu machen.
Wachsende Investitionen in die Solarenergie begünstigen das Wachstum.
Der globale Markt für bifaziale Solarpaneele ist nach Regionen wie Naher Osten und Afrika, Asien-Pazifik, Nordamerika, Lateinamerika und Europa gegliedert. Von diesen Regionen wird erwartet, dass der asiatisch-pazifische Raum den globalen Markt für bifaziale Solarpaneele in den kommenden Jahren dominieren wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Schwellenländer wie Indien, China und Japan kontinuierlich große Summen in die Forschung und Entwicklung von Solarenergie investieren. Diese Länder haben auch ein enormes Potenzial für die größte Anzahl von installierten Solarpanels.
Europa und Nordamerika werden voraussichtlich in die Fußstapfen des asiatisch-pazifischen Raums treten und während des Prognosezeitraums von 2019-2026 eine besonders hohe Wachstumsrate aufweisen. Mehrere wichtige Marktteilnehmer investieren in die geplanten Solarprojekte in beiden Regionen. Dies würde das Wachstum des Marktes für bifaziale Solarpaneele in diesen Regionen fördern. Der Mittlere Osten und Afrika sowie Lateinamerika werden bis 2026 voraussichtlich einen moderaten Anteil am Markt für bifaziale Solarpaneele haben.
Die zunehmende Einführung und Nutzung neuester Technologien hat den renommierten Marktteilnehmern in den letzten Jahren zu einem lukrativen Umsatz auf dem bifazialen Solarmarkt verholfen. Die Verwendung von bifazialen Solarmodulen hat mehrere Marktteilnehmer auf globaler Ebene unterstützt und sie helfen ihnen auch beim Erwerb einer breiten Endverbraucherabdeckung. Die Akteure, die auf dem Markt für bifaziale Solarpaneele tätig sind, haben damit begonnen, Vereinbarungen zu unterzeichnen und Verträge zu schließen, um bifaziale Solarpaneele in großem Umfang zu liefern und so einen Wettbewerbsvorteil zu erlangen. Ein Beispiel: LONGi Solar, ein führender Hersteller von monokristallinen Solarmodulen mit Hauptsitz in China, gab bekannt, dass er im Februar 2019 einen Vertrag über die Lieferung von bifazialen fortschrittlichen passivierten Emitter- und Rückseiten-Zellen (PERC) für ein Projekt in Mitchell County, Georgia, erhalten hat. Es gilt als eines der größten Solarprojekte in den USA mit einer Kapazität von 224 MW. Die Module werden an das Southern Oak Solar Project von Invenergy LLC geliefert. Die Bauarbeiten für das Projekt begannen im September 2018 und werden voraussichtlich Ende 2019 abgeschlossen sein. Die Fertigstellung dieses Projekts würde dazu beitragen, rund 30.000 Häuser mit sauberem Strom zu versorgen.
Solarparks und landwirtschaftliche Photovoltaik (Agri-PV).
Solaranlagen haben ideale Bedingungen und Anforderungen, um mit maximaler Leistung zu arbeiten, wie z. B. flaches Terrain und offener Zugang zum Sonnenlicht. Dies sind die gleichen Bedingungen, die für die landwirtschaftliche Produktion benötigt werden. Infolgedessen könnten die Solarindustrie und die Landwirtschaft bald um dieselben Flächen konkurrieren. Da die Solarindustrie expandiert und neue Standorte für Solarparks sucht, könnten bifafiale vertikale Solarmodule die Ergebnisse für alle Beteiligten verbessern.
Bifaziale Solarmodule für gewerbliche, kommerzielle und landwirtschaftliche Anwendungen.
Obwohl bifafiale Solarmodule eine hervorragende Alternative für gewerbliche und kommunale Solaranlagenbauer sind, eignen sie sich nicht für den Einsatz auf Hausdächern. Bifaziale Solarmodule sind aber auf Freiflächen ideal für Versorgungsunternehmen und kommerzielle Installationen. Da sie mehr Energie von beiden Seiten absorbieren, können bifaziale Module die Energieproduktion von großen Solarparks steigern. Solarmodule, die oberhalb des Bodens angebracht sind, können das Sonnenlicht reflektieren und auf der Rückseite in die Solarzellen absorbieren. Die darunter liegende Oberfläche beeinflusst die Lichtmenge, die zu den Modulen zurückreflektiert wird. Das reflektierte Sonnenlicht ist auf helleren Oberflächen wie Sand intensiver als auf dunkleren Oberflächen wie Erde oder Asphalt.
Kann man bifaziale Solarmodule für Wohngebäude verwenden? Bifazial-Module eignen sich nicht besonders für Solaranlagen auf Dächern. Sie sind kostengünstiger für größere Solarprojekte, bei denen das Sonnenlicht reflektiert wird. Bifazial-Module können in Wohngebieten eingesetzt werden, eignen sich aber am besten für kommerzielle oder kommerziell genutzte Solarstromprojekte im Solarsektor. Bifazial-Paneele sind in der Lage, freistehende Strukturen wie Pergolen zu beschatten und überschüssige Energie zu erzeugen. In allen Fällen, in denen die Paneele nicht direkt sichtbar sind, können auch bifaziale Paneele verwendet werden. Bifaziale Solarmodulüberdachungen und Markisen ermöglichen die Reflexion des Sonnenlichts auf der Rückseite der Module.
Bifazial-Paneele sind eine hervorragende Option, wenn Sie eine Freiflächenanlage einer Aufdachanlage vorziehen. Freiflächenanlagen für Privathaushalte funktionieren ähnlich wie Versorgungseinrichtungen oder gewerbliche Anwendungen. Sie werden über dem Boden angebracht, damit das Sonnenlicht die Rückseiten der Paneele durchdringen kann.
Bifaziale Paneele sind ideal für landwirtschaftliche Betriebe.
Bodenbefestigungen sind ideal für die Montage von bifazialen Paneelen. Bodenmontagen können in größerem Abstand zu Dachmontagen aufgestellt werden. Landwirtschaftsbetriebe und andere ländliche Unternehmen können mehr Land nutzen. Bodenhalterungen können auch für andere Zwecke verwendet werden. Sie können als Überdachung für Ihren Garten oder Ihre Veranda oder als Carport verwendet werden. Nachführsysteme sind eine Methode zur Steigerung der Solarleistung pro Modul. Nachführeinrichtungen passen den Winkel der Solarmodule an den Stand der Sonne am Himmel an. Nachführsysteme haben viele bewegliche Teile. Wie bei jedem Gerät oder Mechanismus gibt es auch hier viele bewegliche Teile, die Probleme verursachen können. Nachführsysteme können teurer sein und ihre Installation dauert länger.
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