Diferencia entre módulos bifaciales y monofaciales

Este artículo fue adaptado del original en inglés publicado por JA Solar.

Existen dos tipos de módulos fotovoltaicos: monofaciales, que absorben la radiación solar solo en la cara frontal, y bifaciales, que absorben la radiación solar en ambas caras (frontal y trasera). Los módulos bifaciales utilizan células ligeramente diferentes a las de los módulos convencionales.

Mientras que las células fotovoltaicas convencionales tienen una parte posterior metalizada, las células bifaciales tienen una metalización en la parte posterior similar a la utilizada en la parte frontal, lo que permite que ambas caras absorban la luz solar. Además, mientras que los módulos convencionales (monofaciales) están recubiertos en la parte posterior con una lámina polimérica opaca (lámina posterior), los módulos bifaciales pueden tener una lámina de plástico transparente o una segunda lámina de vidrio en la parte posterior.

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Como resultado de esta diferencia, los módulos bifaciales son capaces de absorber la irradiación solar en ambos lados (delantero y trasero), como se muestra en la Figura 2 a continuación.

Además de las diferencias estructurales, es importante considerar la durabilidad entre ambos tipos de módulos. Los módulos bifaciales con respaldo de vidrio generalmente tienen una garantía 5 años mayor que los monofaciales. Debido a esta diferencia de construcción, los módulos bifaciales con respaldo de vidrio presentan un menor riesgo de microfisuras en las células fotovoltaicas, ya que el centro del módulo sufre menos tensión mecánica, como se ilustra en la Figura 3.

Otra ventaja de los módulos bifaciales es la menor cantidad de hotspots presente en los módulos, ya que el coeficiente térmico del vidrio es mayor que el del hoja posterior, como se muestra en la Figura 4. Además, como resultado de esta diferencia, los módulos bifaciales tienen mayor eficiencia en lugares con baja ventilación.

Debido a estas diferencias, es posible ver gráficamente (considerando la LID – degradación inducida por la luz – 2% inicial y degradación de energía anual de 0,45% y 0,55 para bifaciales y monofaciales, respectivamente) la relación de garantía de rendimiento y degradación entre módulos como se muestra en la Figura 5, ya que los módulos bifaciales, debido al vidrio en la parte posterior, tienen mayor eficiencia y menos degradación.

Otro punto importante es la cuestión del albedo en los módulos bifaciales. Debido a la presencia de vidrio en la parte posterior del módulo, la reflectancia de la irradiación en el suelo (luz indirecta) influye aún más en la ganancia en la generación de energía. Entonces, comparando módulos bifaciales y monofaciales de la misma potencia, los bifaciales tienen una mayor generación de energía respecto a los monofaciales. Esta ganancia de generación se mide mediante el factor de bifacialidad (FB), que matemáticamente se expresa como:

FB = Pmáx, trasera / Pmáx, delantera

Donde:

Pmáx,trasera: potencia máxima debida a la luz recibida en la parte posterior del módulo;

Pmáx,frontal: potencia máxima debido a la luz recibida en el frente del módulo en STC.

Generalmente, estos datos siempre están presentes en las hojas de datos de los módulos bifaciales, como se ejemplifica en la siguiente tabla.

Tabla: Datos del módulo bifacial mono-PERC Half-cell 330-350W, modelo JAM60D10/MB. Fuente: JA Solar

Por último, pero no menos importante, los módulos difieren en su clasificación de resistencia al fuego, debido a que la parte posterior de los módulos bifaciales tiene vidrio en lugar del revestimiento de polímero. Los módulos bifaciales tienen una clasificación de nivel A (mejor resistencia al fuego), mientras que los módulos monofaciales, debido a que tienen... hoja posterior plástico en la parte posterior, tienen una calificación de nivel C (resistencia básica al fuego).