Expliqué : Panneaux solaires bifaciaux

En parlant d'installation de panneaux solaires, il est prudent de concevoir votre système pour générer autant d'énergie solaire que possible. Ces derniers temps, les panneaux solaires bifaciaux ont pris de l'importance, grâce à des prix et une efficacité plus compétitifs.

Un panneau solaire bifacial est un panneau solaire qui peut collecter l'énergie de la face avant et de la face arrière. La technologie retrace sa genèse dès les années 1960. Étant trop coûteux, il est resté inactif tandis que le marché plus large du PV a connu une explosion. Grâce aux récentes baisses de coûts et aux améliorations de l'efficacité, les cellules et panneaux solaires bifaciaux gagnent à nouveau en popularité sur le marché.

Les cellules bifaciales représentaient 50% de la part de marché mondiale des cellules solaires en 2021. Selon la feuille de route technologique internationale pour le photovoltaïque (ITRPV), le pourcentage devrait passer à 85% d'ici 2023. En fait, les fabricants de suiveurs solaires ont également déclaré que la majorité des projets solaires récents utilisant leurs systèmes de suivi incluent des panneaux bifaciaux.

Généralement, les panneaux solaires photovoltaïques sont constitués de l'un des deux types différents de cellules cristallines - cellules monocristallines ou polycristallines. Les panneaux photovoltaïques bifaciaux sont généralement fabriqués à l'aide de cellules bifaciales p-PERC. Les panneaux ont tendance à être plus efficaces puisque chaque cellule solaire est constituée d'un seul cristal de silicium (cellules monocristallines) ; permettant aux électrons générateurs d'électricité plus d'espace pour se déplacer. Les cellules monocristallines sont plus chères. Les cellules solaires des panneaux solaires bifaciaux sont exactement les mêmes que celles des panneaux solaires monofaciaux. La seule vraie différence réside dans la façon dont le panneau est fait.

Les panneaux solaires monofaciaux traditionnels ont une feuille de fond opaque. D'autre part, les panneaux solaires bifaciaux ont un dos réfléchissant ou deux vitres de verre maintenant les cellules solaires en place pour absorber l'énergie solaire des deux surfaces. Les panneaux sont complètement transparents et sont généralement sans cadre sans quadrillage métallique. Cela les rend plus solides dans leur intégrité structurelle et plus agréables à regarder.

Les panneaux solaires bifaciaux fonctionnent de la même manière que tout autre panneau solaire normal. L'une des surfaces absorbe l'énergie solaire directement incidente et la convertit en électricité. Cela inclut une partie de la lumière solaire qui est piégée à l'intérieur du verre et qui rebondit jusqu'à ce qu'elle soit absorbée par une cellule solaire. Il y a une partie de l'énergie qui passe à travers le panneau non absorbée dans un panneau monofacial. C'est là que le bifacial diffère.

Dans un panneau solaire biface, la lumière le traverse et entre en collision avec une surface hautement réfléchissante. Ensuite, cette lumière rebondit vers les panneaux et est absorbée par l'arrière. Cet autre côté s'occupe également de l'énergie résiduelle restante qui rebondit sur diverses surfaces environnantes. C'est la raison pour laquelle les panneaux solaires bifaciaux captent plus d'énergie et génèrent de l'électricité supplémentaire. La lumière réfléchie par d'autres surfaces, comme le sol, est appelée la lumière « albédo ».

La puissance nominale des panneaux solaires bifaces couramment utilisés aujourd'hui est généralement de 440 à 545 watts, ce qui indique la production d'énergie attendue dans des conditions idéales d'ensoleillement et de température. Bien que cette puissance nominale tienne compte de la production d'énergie depuis l'avant du panneau, les panneaux bifaciaux présentent également une deuxième puissance nominale pour la face arrière du panneau. Cependant, ces derniers mois, des bifaces d'une capacité de sortie supérieure à 600 watts ont également été introduits sur les marchés du monde entier.

Les panneaux solaires bifaciaux fonctionnent mieux dans les fermes solaires que dans les environnements résidentiels. Ces panneaux fonctionnent mieux lorsqu'ils se trouvent à environ quatre mètres du sol. C'est simplement parce que plus le panneau est haut, plus la lumière qui passe en dessous doit être absorbée par la surface inférieure.

La capture de lumière albédo est plus élevée lorsque le sol sous le réseau a une surface blanche ou réfléchissante qui réfléchit la lumière plus efficacement que les couleurs plus foncées. Selon une recherche de Solar World, les valeurs d'albédo de la surface du sol pour le béton sont de 16 %, les champs verts ou l'herbe sont de 23 %, le gravier blanc fournit une production d'énergie supérieure de 27 %, tandis que le béton peint en blanc peut contribuer entre 60 % et 80 % selon sur le type et l'épaisseur de la peinture. La membrane de toiture blanche offre cependant la valeur d'albédo la plus élevée de plus de 80 %.

Avant de sélectionner le panneau solaire bifacial, il est important de noter ce qui en fait une meilleure option que son homologue monofacial. Il est également crucial d'évaluer si les avantages l'emportent suffisamment sur les inconvénients pour utiliser le panneau bifacial par rapport à l'option existante.

Les panneaux solaires bifaciaux présentent divers avantages par rapport aux panneaux solaires monofaciaux conventionnels. Il convient de noter que pour que les panneaux solaires bifaces fonctionnent au mieux, il faut les installer à proximité de surfaces hautement réfléchissantes - piscines en verre, zones sablonneuses, pierreuses ou enneigées.

Certains des avantages les plus importants de l'utilisation de panneaux solaires bifaciaux sont les suivants :

Meilleure performance: Simplement, c'est la caractéristique la plus importante. Produisant des puissances des deux côtés du panneau, il y a une augmentation globale de la production d'énergie des panneaux bifaciaux. Évidemment, un panneau solaire biface peut produire plus d'électricité qu'un panneau solaire conventionnel. Lorsque les modules sont montés sur une surface hautement réfléchissante, la puissance supplémentaire produite par l'arrière entraînera, comme le prétendent certains fabricants, une augmentation de la puissance de 30 %.

Durabilité: Contrairement aux panneaux monofaciaux conventionnels, les panneaux bifaciaux sont sans cadre. Ils sont recouverts des deux côtés par du verre trempé, et souvent plus résistant. Le verre trempé est résistant aux intempéries, aux UV et peut résister aux températures élevées, aux vents forts et aux conditions météorologiques difficiles.

Réduction de la dégradation induite par le potentiel (PID) : Le PID se produit lorsque les courants électriques s'écartent de leur chemin prévu. En conséquence, ils corrodent les panneaux solaires. Les panneaux bifaciaux sont sans cadre (sans aucun métal). Par conséquent, les cellules solaires sont moins susceptibles de souffrir de dégradation induite par le potentiel (PID). De plus, en raison de l'absence de tout contact métallique à l'extérieur, les panneaux bifaciaux ne nécessitent pas de mise à la terre.

Fonctionne bien en lumière diffuse : Un autre avantage par rapport aux panneaux monofaciaux est que le panneau bifacial fonctionne également mieux en lumière diffuse. Grâce à une surface supplémentaire. De cette façon, ces panneaux sont économiques compte tenu des coûts à long terme.

Garanties plus longues :Les panneaux solaires bifaciaux sont souvent assortis d'une garantie plus longue allant jusqu'à 30 ans.

Certains des inconvénients apparents de l'utilisation d'un panneau solaire bifacial sont donnés ci-dessous.

Coûts initiaux élevés : Les coûts initiaux des panneaux bifaciaux sont comparativement plus élevés que leurs homologues monofaciaux. En raison du processus de fabrication, les panneaux solaires bifaciaux peuvent coûter jusqu'à 10 % de plus que les panneaux solaires monofaciaux.

Coûts d'installation élevés :Les panneaux solaires bifaciaux étant plus lourds que les panneaux conventionnels, leur coût d'installation augmente naturellement.

La technologie solaire photovoltaïque bifaciale peut être stimulée par la technologie de suivi solaire, capturant beaucoup plus de lumière solaire qu'un panneau solaire normal ne le pourrait jamais. Selon un rapport « Global Techno-Economic Performance of Bifacial and Tracking Photovoltaic Systems », l'inclinaison vers la lumière, pour une collecte optimale de la lumière du soleil des deux côtés, peut être l'option solaire la plus rentable à ce jour. Le système de combinaison améliore la production d'énergie. Il produit environ 35 % d'énergie de plus que d'habitude, en moyenne, qu'un système photovoltaïque à panneau unique. Dans l'ensemble, l'arrangement permet de réduire le coût de l'électricité de 16 % en moyenne, selon le rapport.