Los módulos fotovoltaicos bifaciales son un avance mayor en la tecnología solar. Ofrecen la habilidad de poder aprovechar la luz solar tanto desde la superficie frontal como desde la trasera. El diseño bifacial permite que los módulos capturen no solo la irradiancia solar directa, sino también la luz reflejada por las superficies circundantes. De esta manera, mejorando la producción energética general en comparación con los módulos monofaciales.
Componentes y Mecanismos de Módulos Fotovoltaicos Bifaciales
Los módulos bifaciales cuentan con varios componentes que los diferencian de los paneles monofaciales convencionales:
Al igual que los paneles monofaciales convencionales, la parte frontal de los módulos bifaciales está compuesta por celdas solares de silicio que conviertan la luz solar directa a electricidad por medio de un efecto fotovoltaico. Las celdas solares en la parte trasera también capturan la luz reflejada, conocida como albedo, del suelo o superficies cercanas. Esta característica permite que los módulos solares bifaciales usen energía indirecta, para maximizar la producción de energía.
La eficiencia de las celdas solares de la parte trasera depende en gran medida del efecto albedo. Cuanto más reflectantes sean las superficies, como concreto blanco o nieve, mayor es su eficiencia. Para poder obtener una exposición completa de la luz reflejada, los módulos bifaciales son colocados en instalaciones elevadas, como bastidores montados en el suelo o sistemas especiales para tejados. Esta posición ofrece una mayor penetración de luz en la parte trasera, permitiendo que la luz sea capturada por completo.
Tanto la parte trasera como la parte delantera de las celdas solares están conectadas por barras colectoras e interconectores, ya sea en configuraciones paralelas o en serie para una generación óptima de electricidad y asegurando un buen flujo de corriente en el módulo.
Albedómetros para Sistemas Fotovoltaicos Bifaciales
Un albedómetro es un sensor crítico usado para medir el efecto del albedo evaluando la relación entre la irradiancia solar reflejada y la irradiancia solar total entrante. Normalmente consiste de dos celdas de referencia fotovoltaicas; una apuntando hacia arriba para medir la irradiancia solar total y la otra apuntando hacia abajo para medir la irradiancia reflejada.
En el contexto de sistemas fotovoltaicos bifaciales, las celdas fotovoltaicas de referencia o piranómetros cumplen varias funciones esenciales:
- Evaluación del Sitio: Detectando la reflectividad de posibles ubicaciones de montaje, los albedómetros ayudan a determinar la idoneidad de un sitio para módulos bifaciales. Las áreas con valores de albedo más alto son más favorables, ya que pueden mejorar la producción de energía desde la parte trasera.
- Supervisión del Rendimiento: Las mediciones continuas del albedo permiten que los operadores supervisen y analicen el rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas bifaciales, facilitando la identificación de desviaciones en expectativas de producción de energía para que se lleven a cabo los ajustes necesarios.
- Optimización del Sistema: Los datos de los albedómetros pueden llevar a decisiones en la colocación del módulo, ángulos de inclinación y la selección o modificación de superficies de suelos para maximizar el efecto del albedo, mejorando de esta manera la eficiencia general del sistema fotovoltaico.
Normas IEC y Especificaciones de Albedómetro
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha establecido normas que regulan la medición de albedo en sistemas de monitorización fotovoltaica. IEC 61724-1 es la norma principal que define los requisitos para supervisar el rendimiento del sistema fotovoltaico, incluyendo el uso adecuado y especificaciones de los albedómetros.
De acuerdo a la norma IEC 61724-1, los albedómetros deben cumplir con las siguientes especificaciones:
- Precisión de la Medición: Los albedómetros deben cumplir con las normas de rendimiento de Clase A o Clase B, asegurando alta precisión en las mediciones de irradiancia solar.
- Colocación: Los sensores de albedo horizontales deben ser colocados en ubicaciones que representan con precisión las condiciones de albedo del sitio.
- Altura de Montaje: Los sensores deben ser instalados a una altura mínima de 1 m para asegurar un campo de visión adecuado para medir la irradiancia reflejada desde el suelo.
- Respuesta Espectral: Las celdas de referencia usadas en albedómetros deben contar con un rango espectral que se ajuste al espectro solar típico para asegurar un cálculo preciso de reflectancia.
- Requisitos de Calibración: La calibración periódica con respecto a un estándar de referencia es necesaria para mantener la fiabilidad y precisión en los cálculos.
En resumen, los módulos fotovoltaicos bifaciales, cuando son combinados con mediciones correctas de albedo a través de albedómetros, representan una manera prometedora de mejorar la generación de energía solar. Utilizando efectivamente tanto la energía solar directa como la energía solar reflejada, estos sistemas pueden alcanzar eficiencias más altas y contribuir de manera significativa al desarrollo de las soluciones de energía renovable.