Un módulo solar convencional capta luz solo por su cara frontal; su parte posterior es una lámina opaca. Un módulo bifacial tiene células que pueden aprovechar la luz de ambas caras y una parte posterior transparente, normalmente de vidrio o de una lámina posterior transparente. La cara frontal sigue haciendo la mayor parte del trabajo, pero la luz reflejada por el suelo y dispersada por el cielo llega a la parte posterior y se suma a la producción. En el emplazamiento adecuado, esa energía adicional supone muy poco coste añadido, por lo que los módulos bifaciales se han generalizado en las plantas a escala de red.
¿Cuánta energía adicional?
Dos factores determinan la ganancia de la cara posterior.
- Bifacialidad: la eficiencia de la parte posterior del módulo en comparación con la frontal, indicada en la hoja de datos del módulo como factor de bifacialidad. Un factor de 0.7 significa que la parte posterior convierte la luz al 70% de la eficiencia de la frontal.
- Irradiancia posterior: cuánta luz llega realmente a la parte trasera. Depende sobre todo del albedo del suelo (la proporción de luz solar que refleja), de la altura de los módulos sobre el suelo, de la separación entre filas y de cuánta parte de la cara posterior queda sombreada por la estructura de montaje.
El albedo varía mucho: la tierra oscura o la hierba reflejan poco, la arena seca y la grava clara más, y la nieve fresca más que nada. Así, el mismo módulo puede dar una ganancia pequeña en un emplazamiento y grande en otro. La ganancia también suele ser mayor en seguidores de un eje con módulos montados a gran altura sobre suelo claro que en estructuras fijas bajas.
Diseñar para la cara posterior
- Elevar los módulos: más altura permite que llegue más luz reflejada a la parte trasera y la reparte de forma más uniforme.
- Mantener despejada la parte trasera: los tubos de torsión, los carriles y las cajas de conexiones que sombrean la cara posterior cuestan energía. Algunos diseños de seguidores se crean para módulos bifaciales por este motivo.
- Tener en cuenta el suelo: algunas plantas usan una cubierta del suelo más clara para aumentar el albedo.
- Prever el desajuste: la cara posterior se ilumina de forma menos uniforme que la frontal, lo que genera pequeñas pérdidas entre células y módulos.
Por qué las plantas bifaciales necesitan una mejor medición
Para juzgar si una planta rinde, su propietario compara la energía que produjo con la que debería haber producido según el tiempo. En una planta monofacial, la irradiancia de la cara frontal (en el plano del generador) es la mayor parte de la historia. En una planta bifacial no es así: si no se mide la irradiancia posterior, se subestima la producción esperada de la planta, y un fallo real puede esconderse dentro de una «bonificación bifacial» sin explicación, o una planta normal puede parecer que rinde por debajo de lo esperado.
La IEC 61724-1:2021, la norma para la monitorización del rendimiento FV, incluye la medición del albedo y de la irradiancia posterior en los sistemas bifaciales. Por tanto, una estación de monitorización para una planta bifacial suele añadir:
- un piranómetro orientado al suelo, emparejado con otro orientado al cielo para formar un albedómetro, que mide el albedo;
- sensores de irradiancia posterior montados en el plano de los módulos y orientados hacia atrás;
- sensores de temperatura de módulo que no sombreen por sí mismos la parte posterior del módulo.
Este último punto es fácil de pasar por alto. Un sensor de temperatura pegado a la parte posterior de un módulo bifacial impide que la luz posterior llegue a la célula que tiene debajo. El sensor de temperatura de módulo Rigel 2 de Aeron está diseñado para evitarlo: su cuerpo de bajo perfil, de 7.2 mm, se monta a ras de la superficie posterior sin obstruir la irradiancia posterior, y su elemento PT1000 cumple la tolerancia de Clase A de la IEC 60751. Está disponible con salidas 4-20 mA, PT1000 y RS485 Modbus.
Temperatura y módulos bifaciales
Los módulos bifaciales con vidrio en ambas caras suelen funcionar a una temperatura ligeramente distinta de la de los módulos convencionales, porque la cara posterior de vidrio disipa el calor de otra manera y absorbe luz por las dos caras. Como la producción de un módulo disminuye al calentarse, medir con precisión la temperatura del módulo forma parte de modelar bien la planta, y debe medirse en los módulos realmente instalados en lugar de suponerse.
¿Es adecuado el bifacial para un proyecto?
Los módulos bifaciales suelen costar algo más que los monofaciales, y el beneficio depende del albedo del emplazamiento, del montaje y del seguidor. El equipo del proyecto debe modelar la ganancia de la cara posterior para su emplazamiento y estructura concretos y, una vez que la planta funciona, medir el albedo y la irradiancia posterior para confirmar la ganancia que pagó. Esa medición es también la evidencia que buscan los financiadores y los ingenieros independientes.
Las estaciones de monitorización meteorológica de Aeron están diseñadas para la monitorización de Clase A de la IEC 61724-1:2021, también en plantas bifaciales. Consulte WMS para plantas solares fotovoltaicas o hable con nuestro equipo sobre su emplazamiento.
