Bifaciale solpaneler för gatulampor: När fördelen verkligen är stor

Hur bifaciale solpaneler fungerar

En traditionell monofacial solpanel har celler endast på framsidan. En bifacial solpanel har celler på båda sidor: framsidan tar emot direkt solljus, medan baksidan tar emot ljus som reflekteras från marken, taket eller vattnet under panelen.

Fysiken bakom denna funktion är densamma – det fotovoltaiska effekten sker på båda sidor. Ljus som träffar halvledaren orsakar bildandet av elektron-hål-par, och cellen omvandlar allt inkommande ljus (direkt eller reflekterat) till ström. Det som förändras är inte mekanismen, utan det tillgängliga ljuset; baksidan producerar ström endast om det finns något reflekterande under panelen.

Varifrån den 10–30 procentiga ökningen kommer

Bakåtkomsten av ljus beror på två saker: reflektiviteten hos ytan under panelen (albedo) samt hur mycket himmel och mark som panelens bakre sida kan se.

• Albedo. Asfalt reflekterar ungefär en tiondel av det ljus som träffar det; ljusgrus reflekterar flera gånger mer; snö och vatten reflekterar ännu mer. En panel placerad över ökensand eller ett vitt tak får att se en ljus yta; en panel placerad över en ny asphaltväg gör inte det.
• Geometri. Bakåtkomsten av ljus ökar med höjden på panelen och hur öppen ytan är, eftersom panelen då ser mer av den reflekterande marken och mindre av sin egen stödstruktur. En panel som ligger nära en stolpe har dess bakre sida delvis blockerad.

Siffran 10–30 procent som nämns för bifaciale paneler gäller installationer med högt albedo och öppen yta. Detta är inte en egenskap som endast rör panelen själv, utan en kombination av panelen och den omgivande marken.

Var bifaciale paneler inte är fördelaktiga – till exempel vid gatulampor

Bifaciale paneler är inte alltid fördelaktiga att använda vid gatulampor. I sådana fall kan reflektionen från marken störa ljusfördelningen och leda till att lamporna inte fungerar som avsett.

Det typiska monteringsmetoden för gatulampor är det värsta möjliga för bifaciale solpaneler: panelen sitter på lamphuvudet, några meter upp på en asfaltbelagd väg, med stolpen bakom den. Den bakre ytan av panelen är vänd mot stolpen, vilket gör att marken under panelen förblir mörk. En ärlig ingenjörssvar är att den ökade effektiviteten från detta monteringsläge är liten – och att den inte ens räcker för att täcka den extra kostnaden för bifaciale solpaneler.

Ytterligare två varningar: Om den bakre ytan av panelen skuggas av olika objekt (stolpen, fästningar, väggar) uppstår samma problem med ohöjd effektivitet som vid montering av vanliga solpaneler. Och ekonomiskt sett fungerar detta endast om den extra effektiviteten leder till minskad behov av komponenter (färre paneler, mindre installationer, billigare infrastruktur). Om platsen fortfarande kräver samma stolpe, samma installationer och samma kontrollsystem, är den extra kostnaden helt meningslös.

Var bifaciale solpaneler verkligen förtjänar sin plats?

Stora markmonterade solcellsanläggningar i öknar och öppna områden. Marken med högt albedo samt den öppna geometrin gör att den reflekterade ljuset bidrar verkligen till den totala effekten, och stora projekt har visat tydliga ökningar i produktionen. Reflekterande tak och carporter. Industriella byggnader med ljusa tak placerar en ljusyta direkt under solcellspanelen. Flytande solcellsanläggningar. Vatten reflekterar starkt ljus, vilket gör att den bakre ytan fungerar som en ljusstark, rörlig “spegel” – just i dessa fall var det nästan nödvändigt att använda bifaciale solceller.

Vad vi specificerar…

I vår fabrik är standarden för gatulampor monofaciala (endast en sida av panelen som absorberar solskenet). Frågor från distributörer om bifaciale paneler inleds oftast med “Panelerna är ju 10–30 procent bättre, eller hur?”, men beslutet baseras egentligen på faktorer som albedo (solarspeglning) och monteringsteknik på platsen. Vi väljer bifaciale paneler när platsen är ett carport, har en reflekterande takyta eller en öppen yta med högt albedo, medan vi använder monofaciale paneler för lampor på vägar och stigar. Båda alternativen kan analyseras med hjälp av lysdesignverktyget för belastningsaspekter och kontrollerningskalkylatorn för energifaktorer. Vår serie all-in-one-solargatulampor erbjuder konfigurationer som anpassas exakt till fabriksstandarderna.

Vad denna sida inte täcker

Denna sida behandlar bifaciale paneler i DC-lysdonatorer. Den täcker inte bifaciale paneler i storskaliga system, spårningssystem eller tekniker för installationer på flytande platser – dessa områden faller inom andra discipliner.