Oboustranné fotovoltaické panely nabízí až o třetinu vyšší výkon

Oboustranný panel má články viditelné z obou stran. Trochu světla panel propustí i mezi svými články.

Klasický fotovoltaický panel je zasazený v hliníkovém rámu a zezadu krytý plastovou fólií. Již několik let se objevují novější panely, které jsou průhledné z obou stran, ať už laminované, nebo celoskleněné (glass – glass, dual glass). Pokud mají tyto panely správně upravené články, mohou k výrobě elektřiny použít světlo dopadající na obě své strany. Úprava článků je nepatrná, je-li panel průhledný z obou stran, rozdíl vynikne až při bližším zkoumání zadní strany. Na pohled jsou celoskleněné jednostranné i oboustranné panely prakticky stejné.

Mnoho různých druhů oboustranných panelů bylo možné potkat na veletrhu Intersolar 2019 v Mnichově, kde jsme o nich také zjišťovali bližší informace.

Výkon hlavní – přední plochy je stejný, jako u standardních jednostranných panelů. Zadní stěna panelu má potom nižší výkon, než strana přední. Faktor „oboustrannosti“ závisí na konkrétním panelu, pohybuje se od 70 do 95 % výkonu stěny přední.

Porovnání výroby klasických (modrá) a oboustranných (oranžová) fotovoltaických panelů. Zdroj: Fraunhofer ISE

Při stejné velikosti panelu se tak zvětší plocha, kterou může panel zachytávat světlo. Z toho vyplývá několik vlastností.

1. Vyšší výkon. Panel v jednu chvíli získává energii (světlo) z obou stran. Slunce přitom vždy svítí jen z jedné strany, energii z přímého osvitu tak v danou chvíli získává jen jedna strana panelu. Druhá strana v tutéž chvíli zachytává ostatní světlo z okolního prostředí, buď rozptýlené, nebo odražené od podloží/okolí, kde panel stojí. Množství energie, které panel zadní stranou získá, je tak závislé nejen na panelu samotném, ale i na místě a okolnostech jeho instalace. Hraje zde roli zejména:
   • Sklon – z hlediska oboustrannosti platí, čím vyšší (kolmější) sklon, tím vyšší výkon zadní strany. U oboustranných panelů se vyplácí i svislá instalace, zejména v orientaci východ – západ, o kterých jsme psali zde. Na rozdíl od klasické instalace orientované na jih má denně dvě špičky výroby – ráno a večer. Dvě špičky jsou více než jedna a zároveň díky kolmé instalaci může panel celou dobu získávat maximum odraženého i rozptýleného světla z okolí. Naopak panely instalované celou plochou na podložku (např. na šikmou střechu), tedy se sklonem 0 ° vůči podložce, zadní stranou nevyrobí nic.
   • Výška instalace – čím výš je panel instalovaný, tím víc rozptýleného i odraženého světla zadní stranou zachytí.
   • Odrazivost podloží – čím je světlejší plocha, kde je oboustranná fotovoltaika instalovaná, tím vyšší bude výkon panelů. Nejvíce světla odráží písek, světlý beton nebo třeba sníh (přidá cca 20 – 30 % výroby), méně štěrk, kamení, tráva a hlína (5 – 15 %), nejméně voda. Výkon zadní strany panelu lze dále povzbudit přizpůsobením okolí instalace – například stříbrným nebo bílým nátěrem ploché střechy.
   Výkon zadní strany panelu závisí na všech těchto parametrech. A protože tyto podmínky nemůže výrobce garantovat, certifikace podle normy IEC 61215 pro všechny výrobce stanovuje měřit a garantovat výkon pouze přední strany panelu při splnění zadaných parametrů (sklon, osvit, teplota a další). Nová norma pro testování oboustranných panelů se však připravuje, protože bez garance výkonu druhé strany je těžké panely správně porovnat (viz níže). Vyvíjejí se rovněž nové metody a přístroje na adekvátní testování oboustranných panelů.
   
   
2. Nižší cena na vyrobený watt z jednoho panelu – ze stejného množství materiálu se vyrobí více elektřiny, než u jednostranných panelů.
3. Lepší výkon při zastínění – větší plocha panelu znamená vyšší výkon při zastínění, protože stín postihne menší část plochy panelu. Zároveň větší plocha znamená vyšší výkon při neoptimálních světelných podmínkách (oblačnost).

Oboustranné mohou být i lehké panely zalaminované ve folii. Mají nižší váhu a jsou tenké jen několik milimetrů, lze je tak využít například na konstrukcích s nízkou nosností.

Proč není všechna fotovoltaika oboustranná?

Oboustranné panely jsou ve velkém dostupné teprve poslední 3 roky, zatím největší vlna instalací fotovoltaiky obecně proběhla v době, kdy ještě oboustranné panely nebyly na trhu. Větší pilotní instalace začaly v loňském roce. Jedná se tedy zatím o málo známou a prověřenou technologii. Lze říci, že trh si k oboustranným panelům teprve hledá cestu a důvěru. Důvody jsou tři: cena, srozumitelnost a málo dat.

Cena oboustranného panelu bývá vyšší než u klasických celoskleněných panelů, ale ne nutně – záleží na technologii. Všechny dnešní pokročilé technologie fotovoltaických článků jako PERC, PERT a HTJ, mohou být přeměněny na oboustranné, ovšem s různými náklady. U nejrozšířenější z těchto technologií – PERC – je velmi snadné přeměnit jednostranné články na články oboustranné a náklady se tím pro výrobce prakticky nezvýší. Takový panel dosahuje faktoru oboustrannosti 70 – 85 %. Vyšší náklady nastávají u PERT nebo HTJ, které ale slibují faktor oboustrannosti 90 a více procent. (K. Chunduri, Schmela 2018)

Druhým důvodem je "horší srozumitelnost". Jak bylo zmíněno, u všech panelů se dnes testuje a garantuje jen výkon přední strany a je jedno, jestli jde o panel jednostranný nebo oboustranný. Klasický parametr – cena za instalovaný watt – se tak u oboustranných panelů stává pro investora matoucí. Má dva shodně vypadající panely, jeden je oboustranný, jeden jednostranný, oba deklarují výkon např. 350 W, ale oboustranný je dražší. Měl by vyrobit více elektřiny, ale o kolik, to záleží na mnoha okolnostech, které je náročnější vysvětlit. Zde by měla výrazně pomoci standardizace, která se připravuje. S ní by mělo být možné srovnatelně komunikovat i bonusový výkon zadní strany.

Třetím důvodem je zatím malý počet komerčních instalací, které by poskytly dlouhodobá data a definitivně prokázaly hospodárnost oboustranných panelů.

Z technického hlediska jsou všechny výhody na straně oboustranné fotovoltaiky. Odstranění všech třech momentálních nevýhod by měla být otázka času. Vždy budou v nabídce panely dražší a levnější, s vyšší a nižší účinností. Optimální poměr ceny a účinnosti určí trh.

Na veletrhu Intersolar 2019 v Mnichově bylo možné oboustranných panelů potkat nespočet.

a kdo by si nevybral z mnoha nabízených řešení, v Číně mu rádi vyrobí skleněný panel na míru přesně podle zákazníkova zadání.

Zdroj:

• K. CHUNDURI, Shravan a Michael SCHMELA. Bifacial Solar Technology Report 2018. TaiyangNews [online]. 2018 [cit. 2019-05-20]. Dostupné z: http://taiyangnews.info/reports/bifacial-solar-technology-report-2018/