Según el informe Perspectivas Energéticas Mundiales de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), se espera que el crecimiento anual de la capacidad fotovoltaica mundial se cuadruplique con creces en 2030 hasta alcanzar los 650 GW. Casi el 50% de la capacidad solar mundial procederá de instalaciones a escala comercial. Una tendencia que se espera que domine las nuevas instalaciones fotovoltaicas comerciales y a escala comercial es la de los módulos fotovoltaicos bifaciales. Un informe de la International Technology Roadmap for Photovoltaics (ITRPV) prevé que los paneles fotovoltaicos bifaciales acaparen el 40% de la cuota de mercado mundial en 2028 y alcancen el 80% en 2031.
Aunque los módulos bifaciales prometen un mayor rendimiento económico, tanto por el aumento de la producción de energía como por los precios favorables, la bancarización y la reducción del riesgo operativo son fundamentales para su futura adopción masiva. Para aumentar la confianza de los inversores son necesarios modelos de rendimiento ampliamente validados y fiables para el sector, como los que ahora ofrece SolarAnywhere.
Ventajas económicas y consideraciones sobre el diseño de sistemas fotovoltaicos bifaciales
Los módulos bifaciales ofrecen un mayor rendimiento energético y económico que sus homólogos monofaciales, gracias a su capacidad para captar la luz solar tanto por la parte delantera como por la trasera. Según un estudio de validación realizado por el NREL, el rendimiento energético de un sistema fotovoltaico bifacial puede superar el de un sistema monofacial estándar hasta en un 6-9%. Esto puede variar en función de factores específicos del emplazamiento, como el albedo de la superficie, la altura de la hilera, el tipo de montaje, el índice de cobertura del suelo (GCR), etc. Por ejemplo, Kreinin et al. estudiaron factores como la altura, el albedo y la distancia entre hileras en sistemas fotovoltaicos bifaciales e informaron de que la optimización de los parámetros de diseño puede lograr ganancias superiores al 40%.1 Otros estudios que cuantifican el impacto de los parámetros de instalación en el rendimiento de los sistemas fotovoltaicos bifaciales muestran que el albedo y la altura de las hileras tienen un impacto directo en la producción de energía bifacial.
Para entender cómo cambia la producción bifacial con diversos parámetros del sistema fotovoltaico, realizamos un análisis de sensibilidad de varios parámetros en la producción de energía para un sistema fotovoltaico bifacial arbitrario de inclinación fija. El sistema se simuló utilizando datos meteorológicos de SolarAnywhere con el modelo de código abierto Infinite Sheds Bifacial de pvlib. La figura 1 muestra la sensibilidad de la producción bifacial a varios parámetros de entrada. El factor de bifacialidad, el factor de transmisión y el factor de sombra aplicados directamente a la irradiancia del plano de la matriz (POAI) conducen a una sensibilidad efectivamente lineal a esos parámetros. Como era de esperar, el efecto del albedo de la superficie sobre la producción de energía es mucho más pronunciado en un sistema bifacial que en un sistema monofacial.
Figura 1: Sensibilidad de la energía simulada a la bifacialidad, los factores de transmisión y sombra y el albedo de la superficie
Del mismo modo, la Figura 2 muestra que, a medida que aumenta el espaciado relativo entre hileras, la producción de energía de un sistema bifacial aumenta a un ritmo más rápido que la de un sistema monofacial.
Figura 2: Sensibilidad de la energía simulada a la configuración del panel fotovoltaico
Una segunda razón del aumento de la adopción de módulos bifaciales es que, con el paso de los años, su coste ha disminuido, convirtiendo los módulos bifaciales en una opción económicamente viable para las instalaciones solares. La mejora de los procesos de fabricación, las economías de escala y el aumento de la competencia han contribuido a la asequibilidad y competitividad de la tecnología bifacial. En EE.UU., por ejemplo, se espera que las exenciones arancelarias de la Sección 201 ayuden a impulsar la adopción de la fotovoltaica bifacial. Según el NREL, el LCOE (USD/MWh) de los sistemas bifaciales en Estados Unidos ya es competitivo con los sistemas monofaciales, incluso con un aumento inicial del coste de 5-6 ¢/W.
Apoyo al futuro de la energía fotovoltaica bifacial con modelado bifacial pvlib bajo demanda a través de la API SolarAnywhere
Como se ha señalado anteriormente, la capacidad de modelar con confianza el rendimiento del sistema fotovoltaico bifacial es fundamental para la adopción masiva. Para apoyar este objetivo, los usuarios de SolarAnywhere ahora pueden aprovechar la API de SolarAnywhere para ejecutar el modelo de simulación bifacial de código abierto pvlib Infinite Sheds con los datos meteorológicos de alta fidelidad de SolarAnywhere. El acceso bajo demanda a información específica del emplazamiento y basada en datos -como la generación fotovoltaica estimada para sistemas monofaciales y bifaciales, y estimaciones de pérdidas por nieve y suciedad específicas del emplazamiento- permite a los promotores y propietarios de instalaciones solares reducir los riesgos financieros y operativos de sus activos solares.
El acceso programático a simulaciones de energía solar ayuda a las partes interesadas a tomar decisiones informadas en una amplia gama de aplicaciones, como la gestión de activos de sistemas fotovoltaicos residenciales y comerciales, y la previsión y las operaciones de sistemas fotovoltaicos de servicios públicos. Clean Power Research ofrece simulaciones de energía para la evaluación del rendimiento solar a través de SolarAnywhere® SystemCheck® y Forecast, y se complace en admitir ahora los modelos bifaciales pvlib para la gestión de activos y la previsión del rendimiento fotovoltaico.
El fácil acceso a modelos pvlib de código abierto respaldados por la industria también permite una mayor transparencia, colaboración en el sector y una validación más amplia de estos modelos para mejorar la fiabilidad del rendimiento fotovoltaico. Por ejemplo, Clean Power Research ayudó a concienciar sobre el rendimiento más lento de lo esperado del modelo bifacial en pvlib, lo que dio lugar a una corrección en la última versión del modelo pvlib.
Con la incorporación de los modelos bifaciales de pvlib a SolarAnywhere, los promotores, propietarios y operadores de proyectos solares pueden operar de forma sencilla y fiable sistemas fotovoltaicos bifaciales a escala, al tiempo que reducen el riesgo financiero y operativo de sus proyectos solares.
Para obtener más información sobre nuestros fiables servicios de datos solares e inteligencia energética, visite el Centro de asistencia de SolarAnywhere o póngase en contacto con nosotros.
1 Kreinin L, Karsenty A, Grobgeld D, Eisenberg N. 2016. Sistemas fotovoltaicos basados en módulos bifaciales: Simulación de rendimiento frente a factores de diseño. 43ª Conferencia de especialistas en energía fotovoltaica del IEEE (PVSC), 5-10 de junio de 2016. DOI: 10.1109/PVSC.2016.7750138. Enlace