¿Cómo funcionan los paneles solares bifaciales?

Los paneles solares bifaciales pueden producir energía eléctrica cuando reciben la luz solar tanto por su cara frontal como la trasera. La parte trasera transparente de los paneles bifaciales puede generar energía adicional, entre el 5% y el 20% de la energía generada sólo por la cara frontal.

¿En qué consiste la tecnología bifacial?:

Los paneles y módulos solares bifaciales se inventaron y produjeron por primera vez para aplicaciones espaciales y terrestres a finales de la década de 1970.

Las primeras demostraciones de células y paneles solares bifaciales se llevaron a cabo en el Programa Espacial Soviético en 1974 y entraron en el mercado y se convirtieron en una tecnología pujante en 2010. En la actualidad, los módulos bifaciales ya están disponibles al mismo coste que sus homólogos monofaciales.

Un panel fotovoltaico bifacial consta generalmente de 60, 72, 120 o 144 células y medias células solares. Estas células solares tienen una rejilla metálica casi idéntica en la parte delantera y trasera, con más del 95% de ambas caras disponibles para captar la luz solar.

Los módulos bifaciales tienen distintos diseños. Algunos tienen marco y otros no. Los paneles solares bifaciales sin marco se consideran más estéticos. Algunos tienen doble vidrio en la parte delantera y trasera, mientras que otros tienen una lámina trasera transparente.

La mayoría de los paneles bifaciales tienen células monocristalinas, pero también los hay con células multicristalinas. Lo mismo es que, independientemente del diseño, generan electricidad tanto por la cara frontal como por la posterior.

En la actualidad, según la Hoja de Ruta Tecnológica Internacional para la Energía Fotovoltaica, los paneles solares bifaciales tienen una cuota de mercado del 20% y se prevé que aumente hasta el 70% en 2030.

Aspectos de la tecnología bifacial:

Los diseños de células solares bifaciales más comunes en el mercado actualmente incluyen las basadas en tencología PERC, PERL, PERT e IBC.

El factor de bifacialidad % es la relación entre la eficiencia trasera y la eficiencia delantera con la misma irradiancia.

PERT (Pasivado emitido trasero difuso) -Bifacilidad: 80-90%.

PERC (emisor pasivado trasero de contacto) - Bifacialidad: 80-90%.

PERC (emisor pasivado trasero localmente difuso) -Bifacialidad: 70-80%.

IBC (Contacto trasero interdigitado) - Bifacialidad: 70-80

HIT (Heterounión con capa fina) - Bifacialidad: 95-100

Las obleas de silicio se han utilizado tradicionalmente como sustratos de células. Mientras que las células monofaciales sólo requieren un paso de difusión al formar su única unión p-n, las BSC requieren dos uniones p-n con diferentes dopantes.

Los paneles monofaciales tienen contactos impresos de plata en su superficie frontal y, en el caso de los paneles solares bifaciales, los contactos del panel solar están hechos de pasta Ag/Al tanto en la superficie frontal como en la posterior, pero con una metalización reducida en la cara posterior, tal y como se observa en la figura.

Sin embargo, sigue siendo necesaria la pasivación de las superficies de silicio. La pasivación de la superficie de silicio se consigue depositando nitruro de silicio (SiN) en ambas caras de la célula mediante deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD), a 400° C.

La superficie reflectora como factor de bifacialidad:

Otro factor a tener en cuenta con este tipo de paneles bifaciales es el porcentaje de reflectividad que tiene el material o cubierta sobre los que se van a instalar los paneles. El caso de la hierba tiene una reflectividad de un 20%, mientras que el aluminio ronda el 80%. Este es el tanto por ciento de la radiación de albedo que puede llegar a la cara posterior del panel (no confundir con el % de bifacialidad).

Aplicaciones de los paneles solares bifaciales:

Los paneles bifaciales se instalan en centrales fotovoltaicas estándar, pero también en segmentos emergentes como la fotovoltaica integrada en edificios sobre tejados planos o los sistemas fotovoltaicos flotantes así como los sistemas con seguidores solares.

Siempre con la condición implícita que la estructura soporte del panel, tenga cierta inclinación.

• A mayor ángulo de inclinación, más exposición posterior a la luz y más incremento de producción.
• A mayor distancia entre el suelo y la cara posterior del panel, se captura más luz reflejada.

No son recomendables para tejados de viviendas por qué este tipo de instalaciones suele realizarse de modo coplanar (pegada al tejado) y se pierde la capacidad de bifacialidad.