PV bifacial dan Albedo

Sumber: roedl.com

Selain potensi untuk mencapai penurunan kos tenaga (LCOE), modul PV dwimuka menawarkan peluang pemasangan dan pemasaran baharu. Ini, seterusnya, datang dengan kelebihan yang berkaitan seperti hasil tambahan dan kepadatan kuasa yang lebih tinggi. Di samping itu, disebabkan oleh profil penjanaan tenaga khas mereka, modul dwimuka yang dipasang secara menegak menawarkan kelebihan harga elektrik semasa elektrik perlu dipasarkan tanpa sokongan EEG dan boleh membantu membuka kunci penggunaan baharu untuk kawasan yang tidak boleh diakses.

Maklumat Asas

Pada dasarnya, modul fotovoltaik dwimuka (PV) hanyalah modul PV yang sentuhan belakang penuhnya telah digantikan dengan sentuhan cap jari. Ini bermakna bahagian belakang panel juga boleh terdedah kepada sinaran suria dan digunakan untuk menghasilkan kuasa. Berapa banyak sinaran suria yang akan diterima oleh bahagian belakang panel bergantung, kebanyakannya, pada pemantulan permukaan sekeliling dan pada cara pemasangan modul. Nilai albedo yang dipanggil ialah ukuran sejauh mana permukaan memantulkan sinaran suria. Sebagai contoh, nilai albedo adalah lebih kurang. 10 % untuk matahari tinggi di atas air dalam, 10 % - 30 % untuk padang rumput dan sehingga 75 % - 95 % untuk salji yang baru turun.¹Nilai albedo permukaan sekeliling adalah faktor penting untuk keuntungan hasil (lihat ilustrasi²).

Faktor lain ialah apa yang dipanggil "faktor bifaciality" yang merupakan ukuran berapa banyak tenaga yang akan dihasilkan oleh bahagian belakang panel berbanding dengan bahagian hadapan panel. Pada masa ini, dalam modul dwimuka, faktor dwimuka biasanya berkisar antara 70% dan 95%. Sebagai contoh, faktor dwimuka sebanyak 95 % bermakna, dalam keadaan yang sama, bahagian belakang akan menghasilkan hanya 95 % tenaga yang dihasilkan oleh bahagian hadapan. Tetapi, pada akhirnya, keuntungan hasil yang penting, dan di sini, jika kemudahan diletakkan dengan baik dalam keadaan pemasangan yang ideal (nilai albedo tinggi cth salji atau permukaan bumbung yang terang, orientasi sempurna, tiada teduhan), nilai yang mungkin keuntungan hasil boleh berkisar antara 30 % dan 50 % setahun³Di Jerman, walau bagaimanapun, adalah agak dijangka bahawa keuntungan hasil akan berbeza antara 5 % dan 15 % setahun, bergantung pada reka bentuk sistem dan permukaan di bawah modul.

Pertimbangan asas tentang pengaruh albedo terhadap keuntungan hasil

Reka Bentuk Sistem Inovatif

Apa yang istimewa tentang modul dwimuka ialah, selain keuntungan hasil yang dijana dari bahagian belakang, modul jenis ini juga menawarkan pilihan pemasangan lain. Sudah tentu, perubahan yang paling radikal berbanding dengan panel konvensional ialah pemasangan menegak. Paling biasa ialah orientasi timur/barat panel. Ini memerlukan dua perbezaan utama berbanding dengan susun atur konvensional.

Pertama sekali, susun atur menegak melibatkan profil pengeluaran yang diubah. Daripada maksimum satu tengah hari, dua puncak kini dihasilkan: satu pada waktu pagi dan satu pada sebelah petang, walaupun pengeluaran melepasi tengah hari masih tinggi secara perbandingan. Di samping fakta bahawa beberapa loji janakuasa setanding menjana keuntungan hasil antara 5% dan 10%, kelebihan sebenar ialah lebih banyak tenaga elektrik kini dijana di tengah-tengah peningkatan harga pasaran spot. Di Jerman dan di seluruh dunia, dapat dilihat bahawa semakin banyak loji janakuasa sedang dirancang atau dibina tanpa sokongan EEG.4 Dalam kes loji janakuasa ini, harga elektrik masa hadapan yang disebut dalam pertukaran elektrik akan menjadi penting untuk pertimbangan yang berkaitan dengan keuntungan. Keupayaan untuk mengelakkan apa yang dipanggil "kesan kanibalisasi" (iaitu kejatuhan harga puncak tengah hari walaupun ke paras harga negatif) loji kuasa PV boleh menjadi faktor penentu. Analisis pasaran elektrik Sepanyol jelas menggambarkan kontroversi sifat masalah harga elektrik tidak bersubsidi.⁵

Pemasangan konvensional vs. menegak: Profil penjanaan tenaga dan harga pasaran spot setakat 26/05/2017; Sumber:/Next2Sun

Satu lagi perbezaan ketara ialah perubahan penggunaan tanah. Berbanding dengan panel yang dipasang secara konvensional, modul dwimuka yang dipasang secara menegak memerlukan jarak baris yang jauh lebih besar untuk mengelakkan diri yang berlebihan. Di satu pihak, ini membawa kepada kadar penggunaan tanah yang lebih rendah dan, sebaliknya, jarak baris yang lebih besarlah yang membantu tanah itu kekal boleh digunakan untuk tujuan pertanian sekurang-kurangnya dengan sekatan tertentu. Pada akhirnya, mengekalkan produktiviti pertanian bermakna kemungkinan mengurangkan kos pajakan tanah berbanding dengan loji janakuasa konvensional dan dengan itu kemungkinan mengatasi masalah penggunaan tanah yang semakin meningkat berdasarkan model kerjasama yang inovatif. Oleh kerana pemaju projek biasanya lebih suka untuk mencapai kapasiti terpasang maksimum untuk mengoptimumkan margin apabila menjual loji kuasa, konsep ini akan menjadi lebih menarik kepada pembekal tenaga. Oleh itu, keraguan umum tentang penggunaan tanah dapat dihilangkan. Di sini, menarik ialah konsep kerjasama dengan koperasi pertanian yang memiliki kawasan tanah yang luas, contohnya di Jerman Timur.

Satu lagi kelebihan pemasangan menegak ialah meminimumkan kerugian yang disebabkan oleh deposit salji pada
permukaan modul. Selain itu, menurut kajian awal, kerugian yang disebabkan oleh pencemaran adalah jauh lebih rendah (ini relevan di kawasan padang pasir).⁶

Kesesuaian modul dwimuka untuk digunakan dalam jenis loji kuasa tertentu bukan sahaja bergantung pada fakta bahawa kedua-dua belah panel digunakan tetapi juga pada ketelusan modul kaca-kaca. Oleh itu, ia paling sesuai untuk pemasangan di pelabuhan kereta, pada penghalang bunyi, sebagai elemen bangunan, dalam PV Terapung⁷, dan juga dalam Agro PV yang disebutkan di atas.

Struktur Kos dan Hasil

Untuk tujuan perbandingan, analisis struktur kos dan hasil mengambil kira reka bentuk konvensional loji janakuasa PV yang condong secara optimum dan menghadap ke selatan.

Pembaca yang penuh perhatian akan membuat kesimpulan pada ketika ini bahawa pemasangan modul dwimuka memerlukan lebih sedikit modul kerana hasil khusus yang lebih tinggi. Ini mengurangkan kos pemasangan, BoS dan pajakan tanah.

Sebaliknya, bagaimanapun, harga modul lebih tinggi, pada masa ini sekitar 10%, yang bagaimanapun, juga boleh berkumpul dalam jangka panjang. Sebabnya ialah proses pengeluaran adalah hampir sama dengan modul konvensional3. Pada masa ini, kapasiti pengeluaran global agak berorientasikan pada modul monofacial. Oleh itu, kesan pengurangan harga yang timbul daripada skala ekonomi belum lagi memberi kesan yang begitu kuat ke atas modul dwimuka.

Walau bagaimanapun, ia harus diperiksa berdasarkan kes demi kes jenis modul dan kaedah pemasangan yang perlu dipilih untuk projek individu. Jika elektrik dijual di luar skim EEG, adalah munasabah –selain menentukan LCOE– untuk menyediakan ramalan harga elektrik jangka panjang untuk menentukan nilai tenaga elektrik yang dihasilkan.

Dalam kes modul dwimuka yang dipasang secara menegak, kos pelaburan khusus adalah lebih kurang. 10 % - 20 % lebih tinggi dan kos pajakan tanah adalah kira-kira dua kali lebih tinggi disebabkan keperluan tanah yang lebih besar. Dalam kes kos pajakan tanah, pengurangan kos adalah mungkin, bergantung pada sama ada sebidang tanah itu sesuai untuk tujuan pertanian dan sama ada penggunaan berterusannya mungkin. Sebaliknya, modul dwimuka menawarkan lebih kurang. 5% hingga 10% hasil yang lebih tinggi dan hasil yang lebih tinggi daripada penjualan elektrik pada masa harga elektrik yang lebih tinggi. Di samping itu, adalah dijangka bahawa penggunaan modul kaca-kaca akan membawa kepada perkhidmatan yang lebih lama
kehidupan.⁹

Ramalan Positif untuk Bahagian Pasaran Dwimuka

Adalah diandaikan bahawa modul dwimuka akan meningkat kepentingannya di seluruh dunia. Ramalan berkisar antara 20% dalam
2026¹⁰ kepada 40% pada 2025.¹¹Di samping perbezaan harga, kesukaran juga timbul daripada fakta bahawa persoalan STC dwimuka masih belum diselesaikan. Isu lain ialah pembersihan bahagian belakang panel dan kemunculan bintik panas yang disebabkan oleh struktur pelekap. Positif ialah masa penghantaran untuk modul dwimuka telah dinormalisasi dan simulasi menghasilkan menghasilkan nilai yang boleh dipercayai.

Kesimpulan: Loji Kuasa PV Dwimuka dengan Reka Bentuk Sistem dan Kes Perniagaan baharu

Modul PV dwimuka menjana lebih banyak tenaga pada permukaan modul yang sama melalui bahagian belakang panel yang aktif suria disebabkan oleh pemantulan permukaan sekeliling. Dengan kos pemasangan dan BoS berada pada tahap yang sama, ini membawa kepada hasil yang lebih tinggi yang biasanya melebihi kos modul dwimuka yang lebih tinggi. Selain itu, modul dwimuka ditakdirkan untuk digunakan dalam penghalang hingar, loji kuasa PV terapung dan dipasang secara menegak
sistem PV. Kerana dengan loji janakuasa yang dipasang secara menegak, tanah boleh terus digunakan untuk tujuan pertanian, ini menghapuskan isu kontroversi penggunaan tanah¹²dan dengan itu meningkatkan peluang untuk mendapatkan permit yang berkaitan. Pada masa yang sama, profil pengeluaran loji janakuasa jenis ini menjanjikan pulangan yang lebih tinggi pada pertukaran elektrik, yang amat menarik dalam kes loji janakuasa yang dikendalikan di luar skim sokongan EEG. Oleh itu, pada asasnya adalah dinasihatkan dalam apa jua keadaan untuk mempertimbangkan modul PV dwimuka dan pemasangan menegaknya dalam projek masa depan.

________________________________________________________________

1 Dobos, E. (1996) 'Albedo', Engineering (London), 237(7), hlm. 21. doi: 10.1081/E-ESS

2 Dupeyrat et al., 2014; Penyiasatan ke atas pergantungan albedo hasil PV dwimuka
3 Guo, S., Walsh, TM and Peters, M. (2013) 'Modul fotovoltaik dwimuka yang dipasang secara menegak: Analisis global', Tenaga, 61, ms 447–454. doi:10.1016/j.tenaga.2013.08.040
Yusufoglu, UA, Pletzer, TM, Koduvelikulathu, LJ, Comarotto, C., Kopecek, R. dan Kurz, H. (2015a) 'Analisis prestasi tahunan dwimuka
modul dan kaedah pengoptimuman', IEEE Journal of Photovoltaics, 5(1), ms 320–328. doi: 10.1109/JPHOTOV.2014.2364406
Shoukry, I. (2015) Modul Dwimuka – Simulasi dan Eksperimen. Universiti Stuttgart

4 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/enbw-plant-photovoltaik-anlagen-mit-400-megawatt-ohne-foerderung-in-deutschland/
5 https://www.pv-magazine.de/2019/03/01/photovoltaik-in-spanien-kurzer-ueberblick-ueber-einspeisetarife-sowie-projektentwicklung-und-finanzierung-von-freiflaechenanlagen/

6 Rabanal-Arabach, J., Mrcarica, M., Schneider, A., Kopecek, R. and Heckmann, M. (2016) 'Keperluan Struktur Pemasangan Tanpa Bingkai untuk Pemasangan Menegak Modul PV Dwimuka', dalam PVSEC EU ke-32
7 „PV Terapung– Schwimmende Photovoltaikanlagen als neuer Trend" (EnEws: Ausgabe Februar 2019)
8 Berdasarkan PV Magazin Webinar pagi 25.10.2018; Slaid abrufbar unter: https://16iwyl195vvfgoqu3136p2ly-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2018/10/2018-10-25-Bifacial-Webinar-SOLTEC.pdf
9 Seterusnya2Ahad
10 Pelan Hala Tuju Teknologi Antarabangsa untuk Fotovoltaik (ITRPV), Mac 2019 [Daten für "true bifacial"]
11 https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-05-17/watch-out-for-double-sided-solar-panels-take-off-in-china

12 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/fdp-politiker-photovoltaik-anlagen-in-unseren-regionen-sind-verbrechen-an-der-menschheit/