Panel Suria Bifacial untuk Lampu Jalan: Apabila Keuntungan Benar-Benar Nyata

Cara kerja panel bifacial

Panel monofacial tradisional hanya mempunyai sel suria pada bahagian depannya. Sebaliknya, panel bifacial mempunyai sel suria pada kedua-dua bahagian: bahagian depan menangkap cahaya matahari langsung, manakala bahagian belakang menangkap cahaya yang dipantul dari tanah, bumbung, atau permukaan air di bawahnya.

Prinsip kerja panel bifacial adalah sama seperti panel suria monofacial, di mana cahaya yang mengenai semikonduktor akan menyebabkan terbentuk pasangan elektron-lubang, dan sel suria akan mengubah cahaya tersebut (sama ada langsung atau dipantul) menjadi arus elektrik. Yang berbeza hanyalah sumber cahaya yang tersedia; panel bifacial hanya akan berfungsi dengan baik jika ada permukaan yang reflektif (seperti tanah atau air) di bawahnya.

Dari mana asalnya peningkatan kecekapan sebanyak 10–30% tersebut?

Kesan pantulan cahaya pada bahagian belakang panel solar bergantung pada dua faktor: ketelusan permukaan di bawahnya (albedo) dan jumlah langit serta tanah yang dapat dilihat oleh bahagian belakang panel tersebut.

• Albedo. Asfalt hanya memantul kira-kira sepuluh peratus daripada cahaya yang mengenainya; konkrit memantul lebih banyak cahaya; salji dan air pula memantul lebih banyak lagi. Panel yang diletakkan di atas pasir gurun atau bumbung putih akan memantul cahaya dengan jelas, manakala panel yang diletakkan di atas jalan raya berlapis asfalt baru tidak akan memantul cahaya dengan baik.
• Geometri. Kesan pantulan cahaya pada bahagian belakang panel meningkat seiring dengan kenaikan ketinggian panel dan peningkatan luas permukaan yang dapat dilihat oleh panel (dengan kata lain, semakin terbuka permukaan tersebut, semakin tinggi kadar pantulan). Panel yang melekat pada tiang akan mempunyai bahagian belakangnya yang sebahagiannya terhalang oleh tiang tersebut.

Angka 10–30% yang disebutkan untuk teknologi panel solar bifacial (dengan kedua-dua sisi panel yang mampu memantul cahaya) adalah berlaku dalam keadaan di mana permukaan bawah panel mempunyai albedo yang tinggi dan persekitaran yang terbuka. Angka ini bukanlah ciri khas panel solar itu sendiri, tetapi merupakan hasil gabungan antara panel dan permukaan tanah di bawahnya.

Di mana teknologi panel solar bifacial tidak memberikan manfaat yang signifikan

Teknologi panel solar bifacial tidak memberikan manfaat yang signifikan dalam aplikasi lampu jalan raya biasa.

Pemasangan lampu jalan yang biasa merupakan kes terburuk bagi panel solar bifacial: panel tersebut terletak di bahagian atas lampu, beberapa meter di atas permukaan jalan (asphalt), dengan tiang lampu berada di belakangnya. Bahagian belakang panel menghadap ke arah tiang, menyebabkan kawasan di bawahnya menjadi gelap. Dari segi kejuruteraan, manfaat penggunaan panel bifacial adalah kecil, dan harga mahal panel tersebut tidak sepadan dengan manfaat yang diperoleh.

Ada dua lagi perkara yang perlu diperhatikan: Kesan peneduhan yang tidak seragam pada bahagian belakang panel (akibat adanya tiang, braket, atau dinding) boleh menyebabkan masalah yang sama seperti yang terjadi pada panel solar biasa yang terkena peneduhan sebahagiannya. Selain itu, dari segi ekonomi, penggunaan panel bifacial hanya berbaloi jika penggunaan peralatan yang lebih sedikit dapat mengurangkan kos pembinaan (lebih sedikit panel, infrastruktur yang lebih ringkas, dan harga yang lebih murah). Jika tapak tersebut masih memerlukan tiang, rangkaian panel, dan kawalan yang sama, maka harga mahal panel bifacial tidak memberikan manfaat yang signifikan.

Di manakah penggunaan panel solar bifacial benar-benar berbaloi?

• Array yang dipasang di tanah yang luas, di padang pasir dan kawasan terbuka. Permukaan tanah yang memantul cahaya dengan baik (high-albedo) serta reka bentuk yang terbuka memastikan bahawa cahaya yang dipantul memberikan sumbangan yang signifikan; projek-projek besar telah menunjukkan peningkatan prestasi yang ketara.
• Bumbung dan garaj yang reflektif. Bangunan industri dengan bumbung berwarna terang menyediakan permukaan yang cerah di bawah panel suria.
• Pemasangan yang bersifat “flotasi” (mengapung). Air memantul cahaya dengan kuat, sehingga bahagian belakang panel suria menjadi seperti cermin yang bergerak; dalam kes ini, penggunaan panel suria jenis bifacial hampir merupakan pilihan yang wajib.

Apa yang kami spek (What we spec):

Di kilang kami, pengaturcaraan standard untuk lampu jalan adalah jenis monofacial (satu sisi). Soalan berkaitan penggunaan panel bifacial (dua sisi) yang sering diajukan oleh pengedar biasanya bermula dengan “Panel bifacial ini 10-30% lebih baik, kan?”, dan berakhir dengan pertimbangan mengenai faktor albedo serta geometri penempatan lampu di tapak sebenar. Kami akan memilih panel bifacial jika tapak tersebut merupakan kawasan carport, bumbung yang reflektif, atau tanah dengan albedo yang tinggi; sebaliknya, kami akan memilih panel monofacial untuk tiang lampu di jalan raya atau laluan pejalan kaki. Anda boleh menggunakan alat reka bentuk pencahayaan (/app-lighting-design) untuk menilai beban yang dikenakan oleh panel tersebut, serta kalkulator saiz pengawal (/app-a7-controller-sizing) untuk aspek penggunaan tenaga. Kami juga menyediakan rangkaian lampu jalan solar all-in-one (/all-in-one-solar-street-light) yang disesuaikan dengan konfigurasi khusus kilang kami.

Apa yang tidak dibincangkan dalam halaman ini:

Halaman ini hanya membincangkan penggunaan panel bifacial pada lampu jalan yang beroperasi menggunakan sistem kuasa DC (arus searah). Ia tidak meliputi topik-topik seperti array panel bifacial berskala besar, sistem penjejakan panel, atau reka bentuk stesen tenaga suria yang terapung; topik-topik tersebut merupakan bidang yang berasingan.