Відповідно до журналу IEEE Journal of Photovoltaics існують різні двосторонні переваги в залежності від регіону. Ці прирости також безпосередньо залежать від альбедо, висоти та широти місця.

У звіті про «Глобальний ринок двосторонніх модулів» Woodmac висвітлюється Китай як найбільш розвинена країна в галузі . Проте очікується повільніше зростання на 20% через нову бездотаційну систему. Іншим важливим ринком, хоч і нерегулярним, був ринок США через звільнення від увімкнення та вимкнення

Стаття 201 Тариф . Це коливання було викликано дефіцитом поставок модулів і високими цінами на модулі. У жовтні 2020 року тодішній президент Дональд Трамп підвищив тарифну ставку з 15% до 18% на четвертий рік, скасував виключення для двосторонніх панелей і наказав ITC розглянути питання про продовження тарифів після запланованого закінчення терміну дії 6 лютого 2022 року.

Звіт Асоціації промисловості сонячної енергетики США (SEIA), яка виступає проти тарифів, виявив, що сонячна промисловість США мала 62 000 робочих місць у 2017-2021 роках через тарифи, 19 мільярдів доларів втрачених інвестицій і 10,5 ГВт сонячної енергії. Ціни на сонячні батареї на 43-57% вищі, ніж у середньому по світу, що підвищує ціни на сонячну енергію для клієнтів і обтяжує попит.

Крім того, на Близькому Сході також очікується значний рівень двостороннього впровадження через пустельний рельєф регіону та високе альбедо.

У Північній Європі також продовжуватиметься двостороннє впровадження через високу широту регіону, що безпосередньо впливає на його ефективність.

Нарешті, очікується, що Австралія також запровадить двосторонні модулі у свій фотоелектричний енергетичний комплекс через її двосторонню пустельну місцевість і високі тарифи на електроенергію, які стимулюють зростання сонячної енергії.

Згідно з даними обох досліджень, Infolink і звіту Woodmac, на нещодавньому вебінарі Longi погодився, що країни, які спостерігали найбільше розгортання електростанцій з двосторонніми модулями, це Китай, Чилі, Мексика та Близький Схід.

Прогноз глобальної щорічної встановленої двосторонньої сонячної енергії на 2019-2024 рр. (Джерело: Wood Mackenzie Power & Renewables)

LCOE та переваги двосторонніх сонячних систем

Рушійні сили зростання двосторонніх модулів відрізняються залежно від регіону, але об’єднуючим фактором є зростаюча доступність двосторонніх модулів . Як зазначено у звіті WoodMac, дослідження показало, що різниця у вартості виробництва між двосторонніми мономодулями PERC і однолицевими мономодулями PERC зараз становить приблизно 0,50 доларів США. З іншого боку, на основі іншого дослідження, проведеного NREL щодо аналізу LCOE на різних об’єктах у Сполучених Штатах, у звіті встановлено, що реальний LCOE (дол. США/МВт-год) для двостороннього виробництва становить близько 25-45 $/МВт-год залежно від розташування об’єкта, подібно до LCOE монофаціальних. Таким чином, дослідження NREL прийшло до висновку, що в даний час LCOE двосторонніх систем є конкурентоспроможним з односторонніми системами, навіть із початковою доданою вартістю 5-6 ¢/Вт.

Інші джерела, такі як White Paper on Bifacial Modules by Burns & McDonnell, стверджують, що аналіз LCOE для двосторонніх модулів все ще знаходиться на ранніх стадіях, а розробка єдиних стандартів вимірювання все ще триває. Проте покращення продуктивності та продуктивності протягом терміну служби систем за рахунок збільшення енергії та покращеної довговічності двосторонніх фотоелектричних систем є важливим кроком у напрямку досягнення кінцевої мети – нижчого LCOE .

Крім того, за даними BNEF, 80% галузевих експертів вважають, що ця технологія зараз придатна для банків. Як заявила Дана Албелла з Longi Solar на вебінарі Energyear: «Двостороння технологія не тільки придатна для банків, але й є технологією, яка прийшла, щоб залишитися».

Крім того, якщо ми поглянемо на дані, отримані з майже 80 000 симуляцій, проведених у RatedPower за останні 2 роки, глобальна тенденція підкреслює використання двосторонніх модулів у 2021 році, оскільки близько 57% проектів було виконано з цією конфігурацією (загалом майже 6500 ГВт). Порівняно з даними, зібраними з 2020 року, існує чітка глобальна тенденція, яка показує збільшення використання двосторонніх модулів із зростанням майже на 100%, досягнувши загалом 57% моделювань, виконаних із використанням двосторонніх модулів (з 30% у 2020 році).

Більше половини проектів, виконаних у RatedPower у 2021 році, були виконані з двосторонніми модулями. Майже 100% збільшення використання в порівнянні з 2020 роком.

Відсоток використання двосторонніх модулів порівняно з односторонніми за країнами. Джерело: RatedPower

Ключові фактори, що впливають на продуктивність та енерговитрати двосторонніх модулів

Які технічні аспекти впливають на двосторонню продуктивність і чому симуляції з використанням двосторонньої технології в RatedPower досягли майже 3 ТВт за 2 роки (44% від загальної кількості моделювань).

Різниця між монофаціальними клітинами та біфаціальними клітинами

У той час як звичайні фотоелементи мають алюмінієвий задній контакт повної площі та непрозоре поле задньої поверхні, тильна сторона двосторонніх елементів лише частково вкрита металізацією. Хоча ця задня сторона не така ефективна, як передня, згідно з ArcVera Renewables , двостороння технологія дозволяє в середньому збільшити виробництво енергії від 3% до 10% і до 30% залежно від таких факторів, як альбедо, підвищена висота структури та коефіцієнта ґрунтового покриву (GCR).

Односторонні та двосторонні елементи (Джерело: T. Dullweberet ін., «PERC+: промислові сонячні елементи PERC із задньою алюмінієвою сіткою, що забезпечує двосторонність і зменшене споживання алюмінієвої пасти», Prog. Photovolt: Res. Appl. (2015))

 

Крім того, важливо відзначити, що перетворення виробничої лінії з монофаціальних клітин PERC на біфаціальні клітини PERC практично не вимагає додаткових витрат або модифікацій виробничої лінії; але лише зміна макета екрану трафаретного друку Al. Цей факт, пояснений у книзі « Біфаціальна фотоелектрична енергетика », ще більше показує потенціал цієї технології та те, наскільки легко її можна прийняти.

 

Необхідні конструктивні параметри та вплив на виробничі значення

Індустрія сонячної енергії постійно розвивається. Використання двосторонньої батареї є однією з останніх інновацій у цій галузі, тому це явище вивчається в кількох звітах. У цих дослідженнях ефективність використання енергії та економічна життєздатність проектів розраховуються з урахуванням ряду різних параметрів.

Розробляючи сонячні станції з двосторонніми модулями, ми можемо виділити принаймні 7 ключових факторів, які впливають на вихід енергії. Це коефіцієнти освітлення, ефективність модуля, альбедо землі, кут нахилу, висота над землею конструкції, GCR і затінення масиву.

 

Ключові фактори, що впливають на двосторонню ефективність (Джерело: pvDesign)

 

З точки зору випромінювання, яке отримує модуль, двостороннє посилення прямо пропорційне прямому сонячному світлу, розсіяному світлу та відбитому світлу, яке отримує тильна сторона. Альбедо, покриття землі та монтажні характеристики також впливають на ці розрахунки.

Крім того, на двостороннє посилення також впливає якість модуля та інші фактори, зокрема:

• Альбедо

• Висота до землі

• Коефіцієнт ґрунтового покриву

• Потенціал у регіонах світу

 

Альбедо

 

Двосторонні модулі використовують переваги світла, відбитого від землі та отриманого тильною стороною. Частка цього світла, відбитого від землі, відома як альбедо і безпосередньо пов’язана з типом ґрунту. Чим вище альбедо, тим вище продуктивність. У наступній таблиці наведено набір факторів альбедо для різних типів поверхонь.

Дані альбедо за типом поверхні (Джерело: Практичний довідник з фотоелектричної техніки: Основи та застосування)

 

Як приклад, враховуючи засніжену землю в Ісландії з коефіцієнтом альбедо приблизно 0,68 (згідно із супутниковими даними), передбачуваний двосторонній приріст становитиме близько 16,55% відповідно до результатів RatedPower. З іншого боку, вкрита піском ділянка в Каліфорнії з оціночним альбедо 0,36 призведе до двостороннього приросту на 7,3%.

Ці оцінки були проведені для сценарію стаціонарних конструкцій з 50% GCR і коефіцієнтом біфаціальності 75%.

Розуміння того, як двостороннє посилення та вихід енергії залежать від альбедо, підкреслює важливість адаптації ґрунту та його підтримки, щоб забезпечити мінімальні втрати невідповідності.

 

Висота до землі

 

Висота над землею є ще одним ключовим фактором, який слід брати до уваги при проектуванні та моделюванні сонячних електростанцій з двосторонньою технологією. Збільшення висоти модуля покращує рівномірність випромінювання задньої сторони, отже, збільшуючи двосторонній приріст потужності через покращене сприйняття відбитого від землі світла на тильній стороні. Однак збільшення висоти також може призвести до збільшення вітрового навантаження на модулі.

Згідно з дослідженнями Longi Solar і Waree, висота повинна бути вище 1 метра. Пропонований оптимальний показник становить 1,2-1,3 для найкращих результатів врожайності.

Це уявлення було б підкріплено моделюванням, отриманим у RatedPower. Умови цих симуляцій додатково пояснюються та аналізуються нижче.

Вплив RatedPower висоти модуля (кліренс) на двостороннє посилення Джерело: RatedPower

 

Коефіцієнт ґрунтового покриву

 

GCR – це співвідношення між площею, яку займають фотоелектричні модулі, та загальною доступною площею. Це співвідношення безпосередньо пов’язане з кроком, міжрядковою відстанню між столами фотоелектричних модулів.

Зменшення GCR передбачає більшу відстань кроку, отже, збільшення виробництва енергії. Однак це також впливає на площу електростанції. Запропонований GCR для оптимізованих результатів відповідно до Waaree і RatedPower становитиме близько 40-50%. Умови цих симуляцій ще раз пояснюються нижче.

Ефект номінальної потужності коефіцієнта ґрунтового покриву (GCR) на двостороннє посилення (Джерело: pvDesign)

 

Регіон світу

 

Нещодавня стаття про LCOE двостороннього проекту , опублікована на Joule, показала, що двосторонні модулі в поєднанні з одноосьовими трекерами досягають нижчого LCOE у більшості місць (93,1% світу) порівняно з двосторонніми модулями, встановленими на двоосьових трекерах. Останній, як правило, демонструє збільшення виходу енергії приблизно на 35-40% .

Щоб отримати наведені вище висновки, у згаданій статті досліджується економічна ефективність двосторонніх і однофаціальних фотоелектричних установок з різними структурами (з фіксованим нахилом, 1T і 2T) у всьому світі та порівнюються отримані результати.

&l