В последнее время появилось много информации об эффективности работы двусторонних солнечных модулей (bifacial), особенно об их испытаниях. Разнообразие информации привело к тому, что любой читатель, не являющийся экспертом в данной области, может легко запутаться. Сообщалось о приросте эффективности от 0% до более чем 100%. Но в действительности дела обстоят намного проще. Например, для того, чтобы понять, почему полученные значения не соответствуют ожиданиям, важно разобраться в деталях: с чем производилось сравнение, что такое альбедо и его значения, идет ли речь о единичных модулях или большой системе, об однодневном измерении или о среднегодовом значении.
Для начала стоит отметить, что увеличение эффективности тыльной поверхности модуля является разумным, а повышение выработки электроэнергии при неизменности капитальных и операционных расходов означает уменьшение нормированной стоимости электроэнергии в соотношении расходы/кВтч.
Однако работа двустороннего модуля является хорошей иллюстрацией роли задней поверхности модуля, независимо от ее характеристик, параметров установки и альбедо окружающей среды по сравнению с функционированием односторонней системы.
Рисунок 1 - Различные варианты установки двусторонних модулей (вверху) с соответствующими кривыми выходной мощности в сравнении с односторонними эталонами (внизу).
На приведенном выше рисунке изображены варианты установки для двусторонних систем и схематическое семейство кривых, характеризующих генерацию электроэнергии этими системами в сравнении с односторонними аналогами. Таким образом, для вертикальных установок (красная кривая) усиление за счет тыльной стороны может составлять более 100%. Это довольно интересно, но, поскольку устанавливать односторонние модули таким способом абсолютно бессмысленно, это сравнение бесполезно с экономической точки зрения.
Если вы хотите оценить эффективность двусторонней системы, обратите внимание на четыре наиболее важных фактора:
- Бифациальный фактор модуля (чем выше бифациальный фактор, тем выше генерация обратной стороны)
- Геометрия установки (чем выше монтажная высота и ниже затенение сзади, тем выше генерация обратной стороны)
- Альбедо (чем выше альбедо, тем выше генерация обратной стороны)
- Широта (чем выше широта, тем больше рассеянного света и выше генерация обратной стороны)
Берлинский институт фотовольтаики (PI Berlin) предоставил хорошее резюме того, каких результатов можно достигнуть в больших системах двусторонних модулей по сравнению с односторонними эталонными системами.
|
|
Односторонний
|
Двусторонний
|
|
Фиксированный наклон (на крыше)
|
100% (эталон)
|
105-115%
|
|
Фиксированный наклон (на грунте)
|
100% (эталон)
|
107-130%
|
|
Трекер
|
110-122%
|
117-145%
|
Таблица 1 – Диапазон реалистичного выхода энергии для установок промышленного масштаба, нормализированных к выходу энергии монофациального эталона с фиксированным наклоном, который установлен на 100%. Данные были получены из нескольких публикаций.
5-процентное усиление – это минимальная прибавка, на которую точно можно рассчитывать, в то время как 45-процентное усиление мощности может быть достигнуто в больших системах при использовании трекинга в сочетании с высоким альбедо, оптимизированным расстоянием между рядами и хорошими условиями монтажа.
Недавно LONGi опубликовала свои значения работы двусторонних модулей в собственных установках, которые также были подтверждены экспертной организацией TÜV SÜD. Что интересно – как отметили другие компании – LONGi подтвердили, что двусторонние модули могут функционировать при более низких температурах как и односторонние эталонные модули.
Меры по усилению альбедо – еще одна очень интересная и активно обсуждаемая тема на семинарах по бифациальной фотовольтаике bifiPV.
Конференция bifiPV2020 и будущее бифациальной фотовольтаики
В настоящее время бифациальная фотовольтаика полностью освобождена от уплаты налогов на импорт в США, и поэтому становится все более привлекательной для инвесторов. Несколько компаний-производителей модулей хотят оспорить ослабление налогов на импорт в США. Тем не менее, бум на бифациальную фотовольтаику в Штатах этим не остановишь.
Рисунок 2 – Установленная глобальная годовая мощность двусторонних солнечных фотоэлектрических систем в период за 2009-2019 годы по данным компании MWdc (Wood Mackenzie Power & Renewables).
В последнем докладе компания Wood Mackenzie Power продемонстрировала, что в первом полугодии 2019 года было установлено более 5 ГВт двусторонних фотоэлектрических систем. Мы ожидаем, что в 2025 году двусторонние фотоэлектрические системы будут составлять половину мирового рынка.