Como Obter o Ganho de Energia Extra Prometido pela Tecnologia Bifacial

O ganho da geração solar na mudança de monofacial para bifacial está atualmente em torno de 6-8%, percentual conhecido como ganho bifacial, que é condicionado por múltiplos fatores.

Javier Tamayo, Engenheiro de Projetos STI Norland

Nos últimos anos, houve uma tendência crescente no uso de painéis solares bifaciais, uma tecnologia já avaliada há algumas décadas, mas que devido ao seu alto custo não conseguiu se expandir. Recentemente, processos de fabricação otimizados permitiram que painéis bifaciais competissem com painéis monofaciais.

O ganho da geração solar na mudança de monofacial para bifacial está atualmente em torno de 6-8%, percentual conhecido como ganho bifacial, que é condicionado por múltiplos fatores.

Mais especificamente, existem três parâmetros básicos que determinam diretamente a bifacialidade do projeto fotovoltaico, a saber (em ordem de relevância):

Quantidade de irradiância: Obviamente, quanto mais luz recebida, mais eletricidade pode ser gerada a partir dos recursos solares. É importante mencionar que a maior parte da irradiância captada vem na forma de irradiância direta, que é refletida em áreas do terreno não afetadas pelo sombreamento próprio do painel solar no solo.

Albedo: Refere-se à proporção de irradiância realmente refletida pelo solo. Depende do tipo de terreno utilizado em cada projeto e varia ao longo do ano. Como referência, o terreno arenoso comum tem um valor médio de albedo de 0,25.

Fator de visualização: Está diretamente ligada à geometria e posição da superfície captadora da irradiância (painéis), em relação à superfície emissora da irradiância (solo). Assim, analisar a escolha do rastreador é fundamental para garantir a adequação da bifacialidade. Em outras palavras, é essencial avaliar minuciosamente a amplitude com que os painéis rastreadores capturam a irradiância refletida no solo.

Como mencionado acima, desses três fatores-chave, os dois primeiros são definidos especificamente para cada projeto:

A irradiação é determinada pela localização geográfica.

Quanto ao albedo e apesar da disponibilidade de técnicas para melhorar este parâmetro, não está claro até o momento até que ponto investir e otimizar o albedo se estabelecerá como uma aplicação comum de projetos bifaciais. No entanto, o fator de forma geométrica varia dentro de um projeto para a mesma irradiância e albedo, dependendo do rastreador solar usado.

De acordo com uma abordagem analítica, a irradiância refletida e capturada por um coletor não está relacionada ao tamanho do coletor.

Desde que o coletor esteja instalado a uma distância proporcional à superfície que reflita a irradiância solar, ele deve, por sua vez, refletir a mesma irradiância.

A largura da superfície emissora cresce proporcionalmente ao aumento da altura do coletor, portanto deve captar a mesma irradiância em retorno.

Isso é conhecido como altura normalizada do rastreador solar. Na indústria solar também é utilizado o conceito de 'relação de aspecto', um parâmetro que vem da engenharia aeroespacial.

Figura 1. Conceito de altura normalizada

Em coletores maiores, um número crescente de células fotovoltaicas é instalado em uma altura maior. A largura do solo refletindo a irradiância também é maior, o que significa que a porcentagem de captura da irradiância traseira é eventualmente a mesma, independentemente do tamanho do rastreador solar.

Figura 2. Rastreadores equivalentes de valor de altura normalizado

No entanto, devido a aspectos não relacionados à bifacialidade, como a altura adequada da instalação solar, o arranjo 2P disponível no mercado encontra-se em um degrau de altura normalizada inferior ao arranjo 1P.

Isso significa que a obliquidade dos raios solares que incidem sobre o coletor 2P aumenta, e isso implica em uma irradiância refletida menos intensa captada pelas células.

Figura 3. Condição geométrica diferente em rastreadores solares

A maior ou menor eficiência nesta condição do rastreador geométrico está diretamente ligada ao fator de visão (VF) do mesmo.