پنل دو طرفه خورشیدی نسبت به پنل های مرسوم دارای مزیت‌های بیشتری هستند. از هر دو سطح پنل دو طرفه برق تولید می‌شود و این ویژگی باعث افزایش کل برق تولیدی می‌شود. اغلب این پنل ها مقاوم‌ترند. زیرا هردو طرف پنل مقاوم در برابر اشعه فرابنفش است. از آنجایی که این پنل ها فاقد قاب هستند، تخریب ناشی از اثر PID نیز کاهش میابد. با نصب پنل دوطرفه در فضای کمتری می‌توان برق بیشتری تولید کرد.
پنل دو طرفه خورشیدی bifacial چیست؟
پنل های خورشیدی نسل قبل فقط از یک سمت قادر بودند انرژی خورشیدی را جذب کنند و نمی‌توانستند نوری که از زمین به طرف دیگر آن‌ها می‌خورد را جذب کنند اما در نسل جدید پنل های خورشیدی یعنی همان پنل خورشیدی دو طرفه این موضوع صادق نیست زیرا در دو طرف این پنل ها، سلول خورشیدی قرار دارد و این پنل ها قادر هستند نور را از دو طرف پنل جذب کنند و از نوری که به زمین و یا مواد دیگر خورده و منعکس شده به طرف دیگر پنل، انرژی خورشیدی را گرفته و آن را به برق تبدیل کند تابش دریافت شده در پشت پنل، ناشی از انعکاس سطوح مختلف است که مقدار انعکاس این سطوح با ضریبی تحت عنوان Albedo تعیین می‌گردد.
میزان نور منعکس شده بسیار بستگی به سطح زمینی دارد که این پنل ها روی آن قرار می گیرد برای مثال اگر سطح زمین روشن باشد مانند ماسه، نور بازتاب شده بیشتر می باشد و منجر به افزایش راندمان می شود ولی اگر سطح تیره تر باشد مانند آسفالت، نور بازتابی کمتر می شود و انرژی خورشیدی کمتر دریافت می شود و تولید برق کمتری صورت می گیرد. (جدول آلبدو)
پنل های خورشیدی دو طرفه بسیار نازک هستند و همچنین ماژول‌های آن بین لایه‌ای شفاف قرار می‌گیرد تا نور از بین آن عبور کرده و به سطح زمین بخورد و باز منعکس شود به خود پنل و این نیز باعث بالا بردن راندمان این نوع پنل می‌شود.
ماژول‌های دوطرفه در طرح‌های متنوعی تولید می‌شوند. بعضی از آن‌ها دارای قالب هستند و برخی بدون قاب. بعضی از آن‌ها دارای دولایه شیشه هستند و برخی دیگر دارای یک لایه شفاف هستند. در اکثر آن‌ها از سلول مونوکریستالی استفاده می‌شود، با این حال طراحی‌های با سلول پلی کریستال نیز انجام گرفته است.
چگونگی نصب پنل خورشیدی دوطرفه به نوع آن بستگی دارد. نصب پنل خورشیدی دوطرفه دارای قاب ممکن است آسان‌تر از انواع بدون قاب آن باشد فقط به این دلیل که نصب سنتی قبلاً با مدل‌های دارای قاب سازگار شده‌اند. اکثر تولیدکنندگان پنل خورشیدی دوطرفه، سازه های نگه‌دارنده پنل مخصوص خود را تهیه می‌کنند تا هرگونه تردید در نصب را از بین ببرند.
برای پنل خورشیدی دوطرفه بدون قاب، سازه‌های نگه دارنده ماژول اغلب از محافظ‌های لاستیکی برای محافظت از شیشه استفاده می‌کنند و باید مراقبت‌های ویژه‌ای برای جلوگیری از آسیب دیدن شیشه‌ها صورت گیرد.
پنل خورشیدی دوطرفه که به‌صورت شیب‌دار نصب می‌شوند قادرند نور بیشتری که از سطح به پشت آن‌ها بازتاب می‌شود را جذب کنند. ازاین‌رو برق بیشتری تولید می‌کنند و به همین دلیل است که پنل خورشیدی دوطرفه نسبت به پنل های مرسوم که بر بام‌های تجاری یا به‌صورت آرایه بر روی زمین نصب می‌شوند بهتر عمل می‌کنند.
دانشمندان تخمین زده‌اند انرژی تولیدشده از سمت پشت ماژول‌های فتوولتاییک دوطرفه برای ماژول‌های هتروجانکشنی که در مناطق داغ نزدیک به خط استوا نصب‌شده‌اند تا ۱۲ درصد و برای مناطق خنک‌تر با عرض جغرافیایی ۳۰ درجه و بالاتر، تا ۴۵ درصد، افزایش یابد.
پنل دو طرفه خورشیدی؛ فراتر از انتظار‌ها
به‌منظور جمع‌آوری داده‌های قابل اعتماد از عملکرد ماژول‌های خورشیدی دوطرفه در طول فصل‌ها و سال‌های مختلف (شرایط واقعی)، زمان قابل‌توجهی صرف شده است.
تا به امروز با انجام مطالعات مختلف از گروه‌های تحقیقاتی مستقل، توسعه‌دهنده‌های خورشیدی و تولیدکنندگان مختلف، همان چیزی که از قبل پیش‌بینی شده بود را نتیجه گرفتند:
ماژول‌های دوطرفه افزایش انرژی را به همراه دارند.
شرکت ArcVera Renewables، که یک شرکت مشاور فنی در انرژی‌های تجدیدپذیر است، تعدادی ماژول‌های خورشیدی دوطرفه و سیستم‌های تست را از یک شرکت شخص ثالث، در سراسر آمریکای شمالی مورد بررسی قرار داده است. آن‌ها دریافتند هنگامی که ماژول‌های فتوولتاییک دوطرفه با یک سیستم ترکر خورشیدی تک‌محوره همراه شوند، سالانه افزایشی به اندازه ۱۰ درصد با فضایی برای بهینه‌سازی‌های بیشتر را به همراه خواهند داشت.
در همین مدت، شرکت Lightsource BP که یکی از بزرگ‌ترین توسعه‌دهندگان خورشیدی در اروپا است، در سال ۲۰۱۸ شروع به تست سیستم‌های خورشیدی دوطرفه در شمال ایرلند کرد.
طبق گزارش Greentech Media، تحقیق‌های آن‌ها ۸ تا ۱۲ درصد استحصال انرژی اضافی، حاصل از ماژول‌های فتوولتاییک دوطرفه را نشان داده است.
بررسی پنل‌های یک طرفه خورشیدی
ماژول یک طرفه مونو کریستال PERC نسبت به ماژول یک طرفه مولتی کریستالاین به لک سیلیکون حدود ۳% عملکرد بهتری را از خود نشان می‌دهد که این برتری به دلیل ضریب دمایی بهتر ماژول یک طرفه مونو کریستال PERC و عملکرد بهتر در تابش کم است.
بررسی پنل دو طرفه خورشیدی
نتایج حاکی از عملکرد حدود ۷۶% ماژول دو طرفه مونو کریستال N-Type نسبت به ماژول دو طرفه مونو کریستال PERC است که محققان این پژوهش اذعان داشته‌اند که این تفاوت به دلیل بدون فریم بودن ماژول N-type مورد استفاده است. فریم ماژول دو طرفه مونو کریستال PERC باعث سایه‌اندازی ناخواسته بر سمت پشتی ماژول شده است و در صورتی که این فریم وجود نداشته باشد، طبق ادعای شرکت LONGi عملکرد دو پنل یکسان خواهد بود.
هرچند که وجود فریم ماژول باعث افزایش قابلیت اطمینان سیستم در بلند مدت می‌شود. همچنین این تولیدکننده بزرگ چینی بیان داشته است که ماژول دو طرفه مونو کریستال PERC ارزان‌تر از تکنولوژی نوع دیگر است.
اطلاعات آزمایش‌های انجام شده نشان می‌دهد که در روزهایی که نور خورشید به صورت پراکنده است (شرایط ابری)، عملکرد ماژول‌های دو طرفه قابل توجه است.
ضریب عملکرد
شکل زیر مقادیر ضریب عملکرد چهار ماژول مورد مطالعه در طی شش ماه را نشان می‌دهد. ضریب عملکرد تمامی ماژول‌ها بالای ۸۰% است و پنل‌های دو طرفه نیز ضریب عملکرد بالای ۱۰۰% را نشان می‌دهند.
اثرهای ماژول‌های خورشیدی دوطرفه بر اقتصاد انرژی خورشیدی
از دیدگاه اقتصادی، استفاده از ماژول‌های فتوولتاییک دوطرفه بسیار منطقی است. پیمانکاران خورشیدی فقط با استفاده از پنل‌های خورشیدی دوطرفه، بدون نیاز به گسترش سیستم یا پیکربندی مجدد پنل‌ها، می‌توانند توان بیشتری به‌دست آورند. هر ارتقایی که افزایش استحصال انرژی کل سیستم را به همراه داشته باشد، در نهایت منجر به بازگشت سریع‌تر سرمایه (ROI) می‌شود.
استفاده از ماژول‌های فتوولتاییک دوطرفه، می‌تواند سرمایه‌گذاری در سایر بخش‌های پروژه مثل “ردپای جغرافیایی (Geographic Footprint)” را منعطف‌تر کند.
ماژول‌های دوطرفه فتوولتاییک می‌توانند انرژی بیشتری از یک زمین با تعداد ثابتی از ترکرها و اینورترها نسبت به ماژول‌های یک طرفه تولید کنند. از طرفی می‌توان انرژی معادل یک سیستم یک طرفه را با ماژول‌های دوطرفه در مقیاس کوچک‌تری تولید کرد.
در بسیاری از موارد، افزایش توان به‌دست‌آمده همچنین باید هزینه‌های مربوط به اجرا و نصب ماژول‌های دوطرفه در سیستم‌های فتوولتاییک خورشیدی سنتی را نیز جبران کند.
ماژول‌های خورشیدی دوطرفه از وارانتی ۳۰ ساله توان در مقایسه با وارانتی ۲۵ ساله ماژول‌های معمولی بهره می‌برند. همین امر منجر به افزایش تولید انرژی سیستم در طول عمر خود می‌شود. جدیدترین تحقیقات نشان می‌دهد که ماژول‌های دوطرفه در طول عمر ۳۰ ساله خود حدود ۲۷ درصد انرژی بیشتری تولید می‌کنند و هنگامی که با یک ترکر تک محور ترکیب شوند، منجر به کاهش ۲۱ درصدی در هزینه هم تراز شده انرژی (LCOE) شده و بازگشت سرمایه سریع‌تر است.
در پایان، افزایش انرژی تولیدی می‌تواند مزایای مالی قابل توجهی را برای توسعه‌دهندگان خورشیدی، سرمایه‌داران و برنامه‌های کاربردی فراهم کند.