Avots: roedl.com
Papildus potenciālam samazināt izlīdzinātās enerģijas izmaksas (LCOE), bifaciālie PV moduļi piedāvā jaunas uzstādīšanas un mārketinga iespējas. Tam savukārt ir saistītas priekšrocības, piemēram, papildu raža un lielāks jaudas blīvums. Turklāt, pateicoties savam īpašajam enerģijas ražošanas profilam, vertikāli uzstādītie bifaciālie moduļi piedāvā elektroenerģijas cenas priekšrocības laikā, kad elektroenerģija ir jātirgo bez EEG atbalsta, un tie var palīdzēt atvērt jaunus lietojumus citādi nepieejamās vietās.
Pamatinformācija
Principā bifaciālie fotoelektriskie (PV) moduļi ir vienkārši PV moduļi, kuru pilns aizmugures kontakts ir aizstāts ar pirkstu nospiedumu kontaktu. Tas nozīmē, ka arī paneļa aizmuguri var pakļaut saules starojumam un izmantot enerģijas ražošanai. Tas, cik daudz saules starojuma saņems paneļa aizmugure, visvairāk ir atkarīgs no apkārtējās virsmas atstarošanas spējas un moduļu montāžas veida. Tā sauktā albedo vērtība ir mērs, cik labi virsma atspoguļo saules starojumu. Piemēram, albedo vērtība ir apm. 10 % saulei virs dziļa ūdens, 10 % - 30 % pļavām un līdz 75 % - 95 % tikko uzkritušam sniegam.1Apkārtējās virsmas albedo vērtība ir nozīmīgs ražas pieauguma faktors (skatiet attēlu2).
Vēl viens faktors ir tā sauktais "bifacialitātes faktors", kas mēra, cik daudz enerģijas ražos paneļa aizmugure salīdzinājumā ar paneļa priekšpusi. Pašlaik bifaciālajos moduļos bifacialitātes faktori parasti svārstās no 70 % līdz 95 %. Piemēram, bifacialitātes koeficients 95 % nozīmē, ka tādos pašos apstākļos aizmugure ražos tikai 95 % no priekšpuses saražotās enerģijas. Bet galu galā svarīgs ir ražas pieaugums, un šeit, ja iekārta ir novietota labvēlīgi ideālos uzstādīšanas apstākļos (augsta albedo vērtība, piemēram, sniegs vai gaiša jumta virsma, ideāla orientācija, bez ēnojuma), iespējamās ražas pieaugums var svārstīties no 30 % līdz 50 % gadā3Tomēr Vācijā drīzāk jārēķinās, ka ražas pieaugums mainīsies no 5 % līdz 15 % gadā atkarībā no sistēmas konstrukcijas un virsmas zem moduļa.
Galvenie apsvērumi par albedo ietekmi uz ražas pieaugumu
Inovatīvi sistēmu dizaini
Bifaciālo moduļu īpašais ir tas, ka papildus ienesīguma pieaugumam, kas tiek radīts no aizmugures puses, šāda veida moduļi piedāvā arī citas uzstādīšanas iespējas. Protams, radikālākā pārmaiņa salīdzinājumā ar parastajiem paneļiem ir vertikālā uzstādīšana. Visizplatītākā ir paneļu orientācija uz austrumiem/rietumiem. Tas ietver divas galvenās atšķirības salīdzinājumā ar parasto izkārtojumu.
Pirmkārt, vertikālais izkārtojums ietver mainītu ražošanas profilu. Viena pusdienlaika maksimuma vietā tagad tiek ražoti divi maksimumi: viens no rīta un viens pēcpusdienā, lai gan ražošana pēc pusdienlaika joprojām ir salīdzinoši augsta. Papildus tam, ka dažas salīdzināmas spēkstacijas rada ražīguma pieaugumu no 5 % līdz 10 %, patiesā priekšrocība ir tā, ka tagad tiek saražots vairāk elektroenerģijas, ņemot vērā vispārēji pieaugošās tūlītējās tirgus cenas. Vācijā un visā pasaulē ir redzams, ka arvien vairāk elektrostaciju tiek plānotas vai būvētas bez EEG atbalsta.4 Šo elektrostaciju gadījumā svarīga būs elektroenerģijas biržā kotētā nākotnes elektroenerģijas cena. apsvērumus saistībā ar rentabilitāti. Par izšķirošo faktoru var kļūt FE spēkstaciju spēja izvairīties no tā sauktā „kanibalizācijas efekta” (ti, pusdienlaika maksimālās cenas krituma pat līdz negatīvo cenu līmenim). Spānijas elektroenerģijas tirgus analīze skaidri ilustrē strīdīgo. Nesubsidētās elektroenerģijas cenu problēmas būtība.5
Parastā pret vertikālo uzstādīšanu: enerģijas ražošanas profils un tūlītējās tirgus cenas uz 26/05/2017; Avots:/Next2Sun
Vēl viena būtiska atšķirība ir zemes izmantošanas maiņa. Salīdzinājumā ar parasti montētiem paneļiem, vertikāli uzstādītiem bifaciālajiem moduļiem ir nepieciešams ievērojami lielāks atstatums rindās, lai izvairītos no pārmērīgas pašsajūtas. No vienas puses, tas noved pie zemākiem zemes izmantošanas rādītājiem, un, no otras puses, tieši lielāka rindu atstarpe palīdz zemei vismaz ar noteiktiem ierobežojumiem palikt izmantojamai lauksaimniecības vajadzībām. Galu galā lauksaimniecības produktivitātes saglabāšana nozīmē iespēju samazināt zemes nomas izmaksas salīdzinājumā ar tradicionālajām elektrostacijām un tādējādi iespēju cīnīties ar pieaugošo zemes patēriņa problēmu, pamatojoties uz inovatīvu sadarbības modeli. Tā kā projektu attīstītāji, pārdodot elektrostaciju, parasti cenšas sasniegt maksimālo uzstādīto jaudu, lai optimizētu peļņu, šī koncepcija būs interesantāka enerģijas piegādātājiem. Tādējādi var kliedēt tautas šaubas par zemes patēriņu. Šeit interesanta ir koncepcija par sadarbību ar lauksaimniecības kooperatīviem, kuriem pieder plašas zemes platības, piemēram, Austrumvācijā.
Vēl viena vertikālā montāžas priekšrocība ir sniega nogulsnēšanās radīto zudumu samazināšana līdz minimumam
moduļu virsma. Turklāt saskaņā ar sākotnējiem pētījumiem piesārņojuma radītie zaudējumi ir ievērojami mazāki (tas attiecas uz tuksnešainajām teritorijām).6
Bifaciālo moduļu piemērotība lietošanai noteikta veida spēkstacijās ir atkarīga ne tikai no tā, ka tiek izmantotas abas paneļa puses, bet arī no stikla-stikla moduļa caurspīdīguma. Tādējādi tie ir vispiemērotākie uzstādīšanai automašīnu piestātnēs, uz trokšņu barjerām, kā ēku elementi, peldošajās PV7, un arī iepriekš minētajā Agro PV.
Izmaksu un ieņēmumu struktūra
Salīdzināšanas nolūkos izmaksu un ieņēmumu struktūras analīzē ir ņemts vērā tradicionālais optimāli noliektu, uz dienvidiem vērstu PV spēkstaciju projekts.
Uzmanīgais lasītājs jau tagad būs secinājis, ka bifaciālo moduļu uzstādīšanai ir nepieciešams mazāk moduļu, jo ir lielāka īpatnējā ražība. Tas samazina uzstādīšanas, BoS un zemes nomas izmaksas.
Turpretim moduļu cenas ir augstākas, šobrīd par aptuveni 10%, kas tomēr varētu arī konverģēt ilgtermiņā. Iemesls tam ir tas, ka ražošanas process ir ļoti līdzīgs tradicionālo moduļu ražošanas procesam3. Šobrīd globālās ražošanas jaudas drīzāk ir orientētas uz monofaciālajiem moduļiem. Tāpēc cenu samazinājuma efekts, ko rada apjomradīti ietaupījumi, vēl nav tik spēcīgi ietekmējis bifaciālos moduļus.
Tomēr katrā gadījumā atsevišķi jāizvērtē, kāda veida moduli un kādu uzstādīšanas metodi izvēlēties atsevišķiem projektiem. Ja elektroenerģiju pārdod ārpus EEG shēmas, papildus LCOE noteikšanai ir lietderīgi sagatavot ilgtermiņa elektroenerģijas cenas prognozi saražotās elektroenerģijas vērtības noteikšanai.
Vertikāli uzstādītu bifaciālo moduļu gadījumā īpašās investīciju izmaksas ir apm. 10 % - 20 % augstākas, un zemes nomas izmaksas ir aptuveni divas reizes augstākas, jo ir lielāka nepieciešamība pēc zemes. Zemes nomas izmaksu gadījumā ir iespējami izmaksu samazinājumi atkarībā no tā, vai zemes gabals ir piemērots lauksaimniecības vajadzībām un vai ir iespējama tā turpmāka izmantošana. Turpretim bifaciālie moduļi piedāvā apm. 5 % līdz 10 % lielāka raža un lielāki ieņēmumi no elektroenerģijas pārdošanas augstāku elektroenerģijas cenu laikā. Turklāt paredzams, ka stikla-stikla moduļu izmantošana nodrošinās ilgāku kalpošanas laiku
dzīvi.9
Pozitīva prognoze bifacial tirgus daļai
Tiek pieņemts, ka bifaciālo moduļu nozīme visā pasaulē pieaugs. Prognozes svārstās no 20 %
202610 līdz 40 % 2025. gadā.11Papildus cenu atšķirībai grūtības rada arī tas, ka jautājums par bifaciālo STC vēl nav atrisināts. Citas problēmas ir paneļu aizmugures tīrīšana un karsto punktu rašanās, ko izraisa stiprinājuma konstrukcija. Pozitīvi ir tas, ka bifaciālo moduļu piegādes laiki ir normalizējušies, un ienesīguma simulācijas nodrošina ticamas vērtības.
Secinājums: bifacial PV spēkstacijas ar jaunu sistēmas dizainu un biznesa korpusiem
Bifaciālie PV moduļi rada vairāk enerģijas uz vienas un tās pašas moduļa virsmas caur saules enerģiju aktīvo paneļa aizmuguri apkārtējās virsmas atstarošanas dēļ. Tā kā uzstādīšanas un BoS izmaksas ir vienādas, tas nodrošina lielāku ienesīgumu, kas parasti pārsniedz bifaciālo moduļu augstākās izmaksas. Turklāt bifaciālie moduļi ir iepriekš paredzēti izmantošanai trokšņa barjerās, peldošās PV spēkstacijās un vertikāli montēti.
PV sistēmas. Tā kā ar vertikāli uzstādītām spēkstacijām zemi var turpināt izmantot lauksaimniecības vajadzībām, tas novērš strīdīgo jautājumu par zemes patēriņu.12un tādējādi palielina iespēju iegūt attiecīgās atļaujas. Vienlaikus šāda veida elektrostaciju ražošanas profils sola lielāku atdevi elektroenerģijas biržā, kas ir īpaši pievilcīgi ārpus EEG atbalsta shēmas ekspluatēto elektrostaciju gadījumā. Tāpēc būtībā jebkurā gadījumā turpmākajos projektos ir ieteicams apsvērt bifaciālos PV moduļus un to vertikālo montāžu.
________________________________________________________________
1 Dobos, E. (1996) 'Albedo', Engineering (Londona), 237(7), lpp. 21. doi: 10.1081/E-ESS
2 Dupeyrat et al., 2014; Bifaciālās PV iznākuma albedo atkarības pētījumi
3 Guo, S., Walsh, TM un Peters, M. (2013) "Vertikāli uzstādīti bifaciālie fotoelektriskie moduļi: globāla analīze", Energy, 61, 447.–454. lpp. doi:10.1016/j.energy.2013.08.040
Yusufoglu, UA, Pletzer, TM, Koduvelikulathu, LJ, Comparotto, C., Kopecek, R. and Kurz, H. (2015a) 'Analysis of the year performance of bifacial
moduļi un optimizācijas metodes”, IEEE Journal of Photovoltaics, 5(1), 320.–328. lpp. doi: 10.1109/JPHOTOV.2014.2364406
Shoukry, I. (2015) Bifaciālie moduļi – simulācija un eksperiments. Štutgartes Universitāte
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) 'The Need of Frameless Mounting Structures for Vertical Mounting of Bifacial PV Modules', in 32nd EU PVSEC
7 “Peldošais PV – Schwimmende Photovoltaikanlagen als neuer Trend” (EnEws: Ausgabe Februar 2019)
8 Pamatojoties uz PV Magazin vebināru, 25.10.2018.; Slaidi abrufbar šeit: https://16iwyl195vvfgoqu3136p2ly-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2018/10/2018-10-25-Bifacial-Webinar-SOLTEC.pdf
9 Nākamā2sv
10. Starptautiskais fotoelementu tehnoloģiju ceļvedis (ITRPV), 2019. gada marts [Daten für "true bifacial"]
11 https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-05-17/watch-out-for-double-sided-solar-panels-taking-off-in-china
12 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/fdp-politiker-photovoltaik-anlagen-in-unseren-regionen-sind-verbrechen-an-der-menschheit/
