Módulos Fotovoltaicos Bifaciales: Mayor Producción y Eficiencia Energética

Hoy en día, más del 80% de las células fotovoltaicas que se fabrican son bifaciales. Este cambio se debe a avances tecnológicos y a que es más económico para los fabricantes homogeneizar las líneas de producción de células y así optimizar los costes. 
¿Eso significa que la mayoría de los módulos son bifaciales? 

No, no todos los módulos son bifaciales. Para que un módulo sea bifacial, hay que respetar ciertos criterios de fabricación y de instalación… 

Empecemos por el principio… 

1. ¿Qué es un módulo bifacial y cómo funciona? 

Los módulos fotovoltaicos bifaciales son una evolución de los módulos tradicionales, los módulos fotovoltaicos monofaciales. Su principal ventaja radica en su capacidad para generar energía tanto por la cara frontal como por la parte trasera, maximizando así la captación de luz y, por ende, la producción de energía.

El funcionamiento de estos módulos se basa en el aprovechamiento de la radiación reflejada en el suelo o en superficies cercanas (conocido como el Coeficiente de Albedo, concepto que explicaremos más adelante en este mismo artículo), lo que permite incrementar la eficiencia de la instalación en comparación con los paneles monofaciales.

2. Ventajas técnicas de los módulos fotovoltaicos bifaciales  

• Mayor eficiencia energética: Pueden generar entre un 20% y un 25% más de energía en comparación con un módulo monofacial. Son ideales para instalaciones con superficies de alto índice de albedo.

• Menor coste nivelado de energía (LCOE): A medio y largo plazo, la mayor producción reduce el LCOE, optimizando la rentabilidad de la instalación fotovoltaica.
   
• El doble vidrio aumenta la longevidad y resistencia del módulo: El vidrio es más resistente que los materiales usados comúnmente en la parte trasera, aumentando así longevidad y disminuyendo la degradación del módulo.
   
• Garantías más largas: Los fabricantes suelen ofrecer periodos de garantía superiores a los de los módulos monofaciales debido al uso de doble vidrio principalmente.

3. ¿Cómo sacarles provecho a los módulos bifaciales? 

Aquí viene lo importante… Pero antes, un pequeño adelanto: no te preocupes si en tu proyecto no se aplican todos los puntos que enumeramos a continuación, aun así, los módulos bifaciales te pueden beneficiar mucho. 

Estructuras elevadas

Para maximizar la producción de un módulo bifacial, hay que optimizar la captación de luz desde la parte trasera. Para ello se recomienda elevar los módulos entre uno y dos metros del suelo. Esta distancia permite que las células más cercanas al suelo reciban tanta radiación como las que están más alejadas. 

Inclinación de los módulos fotovoltaicos

Como sabemos, es importante buscar una inclinación optima de los módulos según la latitud de la ubicación de la instalación. Ahora bien, con los módulos bifaciales este criterio puede llegar a variar un poco... Y es que, cuanto mayor sea la inclinación del panel, más luz reflejada llegará a la parte trasera, mejorando la producción de energía.  

Estructuras diseñadas para instalación de módulos bifaciales 

Sabiendo que todas las células deberían recibir la misma cantidad de luz solar y que esta debería ser la máxima posible, es importante optar por una estructura paralela a los perfiles largos del módulo fotovoltaico para así obtener la mayor fuerza de aguante frente a cargas delanteras o posteriores, sin bloquear la luz solar a las células de la parte trasera del módulo. 

Selección del inversor fotovoltaico adecuado 

Un aspecto clave para optimizar el rendimiento de los módulos bifaciales es elegir un inversor fotovoltaico adecuado. Y es que, el inversor escogido para nuestra instalación debe ser capaz de manejar la corriente generada por ambas caras del módulo. Si la corriente generada supera los límites del inversor, se produce lo que llamamos “recorte (o clipping) por corriente”, y que deriva en pérdidas de producción. 

Pero cuidado… Aunque este parámetro solamente conlleva perdidas de generación, si se sobrepasa la corriente de corto circuito (Isc) el inversor podría dañarse, lo que resultaría en una pérdida neta de producción.  

4. Parámetros a tener en cuenta 

Veamos algunos parámetros a tener en cuenta que nos indicaran como enfocar nuestro proyecto y saber si la elección de módulos bifaciales es idónea en cada situación.   

Coeficiente Albedo 

El albedo es la capacidad de una superficie para reflejar la luz solar. Se expresa como un porcentaje: 

• Un albedo del 0% significa que la superficie absorbe toda la luz (como el asfalto negro). 

• Un albedo del 100% significa que refleja toda la luz (como la nieve fresca). 

En el caso de los módulos bifaciales, cuanto mayor sea el albedo del suelo o la superficie cercana, más luz reflejada podrá aprovechar la cara trasera del panel para generar electricidad. 

Índice de Cobertura del Suelo o Ground Cover Ratio (GCR) en inglés 

Es un parámetro que mide la proporción del área ocupada por los paneles solares en relación con el área total disponible. Se usa mucho en instalaciones de suelo, o de estructuras inclinadas. Un GCR alto significa que los paneles están más juntos, ocupando más superficie del terreno, mientras que un GCR bajo significa que los paneles están más separados y dejan así más superficie para reflejar la luz. 

5. Casos de uso recomendados

Instalaciones en suelo

• Pros: 

✓ Generación de energía adicional gracias a la captura de luz reflejada desde el suelo 

✓ Menor coste nivelado de energía (LCOE): A mayor producción se reduce el LCOE, optimizando la rentabilidad de la instalación. 

• Contras: 

✓ Más espacio requerido: Se requiere de más espacio para optimizar la luz reflejada del suelo. 

✓ Coste de la estructura: Las estructuras de soporte pueden ser más costosas, pero se compensa con la energía generada. 

Optimización con sistemas de seguimiento (trackers)

Los trackers permiten mejorar el rendimiento gestionando la orientación y la inclinación óptima de los módulos fotovoltaicos para obtener la mejor producción. Además, se tiene en cuenta que las distintas filas de módulos no se hagan sombras entre ellas. 

Parking Solar

• Pros: 

✓ Aprovechamiento del espacio sin afectar el uso del suelo. 

✓ Sombra para vehículos, reduciendo el sobrecalentamiento. 

✓ Posibilidad de integración con estaciones de carga para vehículos eléctricos. 

• Contras: 

✓ La reflectividad del suelo puede ser limitada (albedo) si no se elige o aplica algo especifico.  

Instalaciones Agrovoltaicas 

• Pros: 

✓ Permite el uso dual del suelo (producción eléctrica y producción agrícola). 

✓ Protege los de cultivos sensibles a la radiación solar intensa. 

✓ Tienen mayor eficiencia en zonas con alta reflectividad natural. 

• Contras: 

✓ Requiere de un diseño específico para evitar sombreado excesivo. 

✓ Suponen un coste adicional en estructuras. 

✓ Puede tener una posible interferencia con maquinarias agrícolas. 

Instalaciones Comerciales e Industriales (C&I) 

• Pros: 

✓ Mayor generación siempre que el tejado permita la instalación de estructuras inclinadas. 

• Contras: 

✓ Requiere cubiertas adecuadas con alta reflectividad. 

✓ Coste superior a instalaciones monofaciales (p.e. coplanar) 

✓ La instalación debe estar optimizada para evitar sombras de estructuras cercanas.