Kaynak: roedl.com
Enerjinin dengelenmiş maliyetini (LCOE) düşürme potansiyeline ek olarak, çift taraflı PV modülleri yeni kurulum ve pazarlama fırsatları sunar. Bu da ek verimler ve daha yüksek güç yoğunlukları gibi ilgili avantajlarla birlikte gelir. Ayrıca, özel enerji üretim profilleri nedeniyle, dikey olarak monte edilmiş çift taraflı modüller, elektriğin EEG desteği olmadan pazarlanması gereken zamanlarda elektrik fiyatı avantajları sunar ve aksi takdirde erişilemeyen alanlar için yeni kullanımların kilidini açmaya yardımcı olabilir.
Temel Bilgiler
Prensip olarak, bifasiyal fotovoltaik (PV) modüller, tam arka teması parmak izi temasıyla değiştirilmiş basit PV modülleridir. Bu, panelin arkasının da güneş radyasyonuna maruz bırakılabileceği ve güç üretmek için kullanılabileceği anlamına gelir. Panelin arkasının ne kadar güneş radyasyonu alacağı, her şeyden önce, çevreleyen yüzeyin yansıtıcılığına ve modüllerin montaj şekline bağlıdır. Albedo değeri olarak adlandırılan değer, bir yüzeyin güneş radyasyonunu ne kadar iyi yansıttığının ölçüsüdür. Örneğin, albedo değeri, derin suyun üzerindeki yüksek güneş için yaklaşık %10, çayırlar için %10 - 30 % ve yeni yağmış kar için %75'e kadar - 95 %'dir.1Çevreleyen yüzeyin albedo değeri, verim artışı için önemli bir faktördür (resme bakın)2).
Başka bir faktör de panelin arkasının ön tarafına kıyasla ne kadar enerji üreteceğinin bir ölçüsü olan sözde "bifasialite faktörü"dür. Şu anda, bifasialite modülleri için bifasialite faktörleri normalde %70 ile %95 arasında değişmektedir. Örneğin, %95'lik bir bifasialite faktörü, aynı koşullarda arka tarafın ön tarafından üretilen enerjinin yalnızca %95'ini üreteceği anlamına gelir. Ancak, sonunda önemli olan verim kazancıdır ve burada, bir tesis ideal kurulum koşullarında (yüksek albedo değeri, örneğin kar veya parlak bir çatı yüzeyi, mükemmel yönlendirme, gölgeleme olmaması) uygun bir şekilde konumlandırılmışsa, verim kazancının olası değerleri %30 ile %50 arasında değişebilir.3Almanya'da ise sistem tasarımına ve modülün altındaki yüzeye bağlı olarak verim artışının yıllık %5 ile %15 arasında değişmesi beklenebilir.
Albedonun verim artışına etkisine ilişkin temel hususlar
Yenilikçi Sistem Tasarımları
Bifacial modüllerin özelliği, arka taraftan elde edilen verim kazanımlarının yanı sıra, bu modül tipinin başka kurulum seçenekleri de sunmasıdır. Elbette, geleneksel panellere kıyasla en radikal değişiklik dikey kurulumdur. En yaygın olanı panellerin doğu/batı yönelimidir. Bu, geleneksel düzene kıyasla iki ana farkı beraberinde getirir.
Öncelikle, dikey düzen değiştirilmiş bir üretim profilini içerir. Tek bir öğlen maksimumu yerine, artık iki tepe üretiliyor: biri sabah, biri öğleden sonra, ancak öğlen sonrasındaki üretim nispeten yüksek kalmaya devam ediyor. Karşılaştırılabilir birkaç santralin %5 ila %10 arasında verim artışı sağlamasının yanı sıra, gerçek avantaj, genel olarak artan spot piyasa fiyatları arasında artık daha fazla elektrik üretiliyor olmasıdır. Almanya'da ve tüm dünyada, EEG desteği olmadan giderek daha fazla santralin planlandığı veya inşa edildiği görülebilir.4 Bu santraller söz konusu olduğunda, elektrik borsasında belirtilen gelecekteki elektrik fiyatı, karlılıkla ilgili hususlar açısından önemli olacaktır. PV santrallerinin sözde "yamyamlık etkisinden" (yani öğlen tepe fiyatının negatif fiyat seviyesine düşmesi) kaçınma yeteneği belirleyici bir faktör olabilir. İspanyol elektrik piyasasının analizi, sübvansiyonsuz elektrik fiyatları sorununun tartışmalı doğasını açıkça göstermektedir.5
Konvansiyonel ve dikey kurulum: Enerji üretim profili ve 26/05/2017 itibarıyla spot piyasa fiyatları; Kaynak:/Next2Sun
Bir diğer önemli fark ise arazi kullanımındaki değişikliktir. Geleneksel olarak monte edilmiş panellerle karşılaştırıldığında, dikey olarak monte edilmiş çift taraflı modüller aşırı kendi kendine oturmayı önlemek için önemli ölçüde daha fazla sıra aralığı gerektirir. Bir yandan, bu daha düşük arazi kullanım oranlarına yol açarken, diğer yandan, en azından belirli kısıtlamalarla arazinin tarımsal amaçlar için kullanılabilir kalmasına yardımcı olan şey daha büyük sıra aralığıdır. Sonuç olarak, tarımsal üretkenliğin sürdürülmesi, geleneksel enerji santrallerine kıyasla arazi kiralama maliyetlerini düşürme olasılığı ve böylece yenilikçi bir işbirliği modeline dayalı artan arazi tüketimi sorunuyla mücadele olasılığı anlamına gelir. Proje geliştiricileri normalde bir enerji santrali satarken marjları optimize etmek için maksimum kurulu kapasiteye ulaşmayı tercih ettiklerinden, bu kavram enerji tedarikçileri için daha ilgi çekici olacaktır. Böylece, arazi tüketimiyle ilgili popüler şüpheler ortadan kaldırılabilir. Burada, örneğin Doğu Almanya'da geniş arazi alanlarına sahip olan tarım kooperatifleriyle işbirliği yapma kavramı ilginçtir.
Dikey montajın bir diğer avantajı da, kar yağışının yol açtığı kayıpların en aza indirilmesidir.
modüllerin yüzeyi. Ayrıca, ilk çalışmalara göre, kirliliğin neden olduğu kayıplar önemli ölçüde daha düşüktür (bu çöl bölgelerinde geçerlidir).6
Bifacial modüllerin belirli tipteki enerji santrallerinde kullanılmaya uygunluğu yalnızca panelin her iki tarafının da kullanılmasına değil aynı zamanda cam-cam modülünün şeffaflığına da bağlıdır. Bu nedenle, bunlar araç barınaklarına, gürültü bariyerlerine, bina elemanlarına, Yüzen PV'ye kurulum için en uygundur7ve ayrıca yukarıda belirtilen Agro PV'de.
Maliyet ve Gelir Yapısı
Karşılaştırma amacıyla maliyet ve gelir yapısının analizinde, optimum eğimli, güneye bakan geleneksel PV santrallerinin tasarımı dikkate alınmıştır.
Dikkatli okuyucu bu noktada, çift taraflı modüllerin kurulumunun daha yüksek özgül verim nedeniyle daha az modül gerektirdiği sonucuna varmıştır. Bu, kurulum, BoS ve arazi kiralama maliyetlerini azaltır.
Ancak, buna karşın, modüllerin fiyatları şu anda yaklaşık %10 daha yüksektir ve bu da uzun vadede birleşebilir. Bunun nedeni, üretim sürecinin geleneksel modüllere çok benzemesidir3. Şu anda, küresel üretim kapasiteleri daha çok tek yüzlü modüllere yöneliktir. Bu nedenle, ölçek ekonomilerinden kaynaklanan fiyat düşürme etkisi henüz çift yüzlü modüller üzerinde bu kadar güçlü bir etki yaratmamıştır.
Ancak, her proje için hangi modül tipinin ve hangi kurulum yönteminin seçileceği vaka bazında incelenmelidir. Elektrik EEG şeması dışında satılıyorsa, LCOE'leri belirlemenin yanı sıra, üretilen elektriğin değerini belirlemek için uzun vadeli bir elektrik fiyatı tahmini hazırlamak makuldür.
Dikey olarak monte edilmiş çift taraflı modüllerde, özgül yatırım maliyetleri yaklaşık %10 - 20 daha yüksektir ve arazi kiralama maliyetleri, araziye olan daha fazla ihtiyaç nedeniyle yaklaşık iki katıdır. Arazi kiralama maliyetlerinde, arazi parçasının tarımsal amaçlar için uygun olup olmadığına ve sürekli kullanımının mümkün olup olmadığına bağlı olarak maliyet düşüşleri mümkündür. Buna karşılık, çift taraflı modüller, daha yüksek elektrik fiyatlarının olduğu zamanlarda yaklaşık %5 ila %10 daha yüksek verim ve elektrik satışından daha yüksek gelirler sunar. Ayrıca, cam-cam modüllerin kullanımının daha uzun hizmet ömrüne yol açması beklenmektedir
hayat.9
Bifacial Pazar Payı İçin Olumlu Bir Tahmin
Bifasiyal modüllerin dünya çapında öneminin artacağı varsayılmaktadır. Tahminler %20'den
202610 2025 yılında %40'a ulaşacak.11Fiyat farkına ek olarak, bifacial STC sorununun henüz çözülmemiş olması da zorluklara yol açıyor. Diğer sorunlar ise panellerin arkasının temizlenmesi ve montaj yapısının neden olduğu sıcak noktaların ortaya çıkması. Olumlu tarafı ise bifacial modüllerin teslimat sürelerinin normale dönmesi ve verim simülasyonlarının güvenilir değerler vermesi.
Sonuç: Yeni Sistem Tasarımı ve İş Örnekleri ile Bifacial PV Enerji Santralleri
Bifacial PV modülleri, çevreleyen yüzeyin yansıtıcı özelliği sayesinde panelin güneş enerjili arka kısmı sayesinde aynı modül yüzeyinde daha fazla enerji üretir. Kurulum ve BoS maliyetleri aynı seviyede olduğundan, bu, normalde bifacial modüllerin daha yüksek maliyetini aşan daha yüksek bir verime yol açar. Ayrıca, bifacial modüller gürültü bariyerlerinde, yüzen PV güç santrallerinde ve dikey olarak monte edilmiş
PV sistemleri. Dikey olarak monte edilmiş enerji santralleriyle arazi tarımsal amaçlar için kullanılmaya devam edilebildiğinden, bu, arazi tüketiminin tartışmalı sorununu ortadan kaldırır.12ve böylece ilgili izinlerin alınması şansını artırır. Aynı zamanda, bu tür santrallerin üretim profili, özellikle EEG destek şeması dışında işletilen santraller durumunda cazip olan elektrik borsasında daha yüksek getiriler vaat ediyor. Bu nedenle, her durumda, gelecekteki projelerde çift taraflı PV modülleri ve bunların dikey montajını dikkate almak temelde tavsiye edilir.
________________________________________________________________
1 Dobos, E. (1996) 'Albedo', Mühendislik (Londra), 237(7), s. 21. doi: 10.1081/E-ESS
2 Dupeyrat ve diğerleri, 2014; Bifacial PV veriminin albedo bağımlılığı üzerine araştırmalar
3 Guo, S., Walsh, TM ve Peters, M. (2013) 'Dikey olarak monte edilmiş çift taraflı fotovoltaik modüller: Küresel bir analiz', Enerji, 61, s. 447–454. doi:10.1016/j.energy.2013.08.040
Yusufoglu, UA, Pletzer, TM, Koduvelikulathu, LJ, Comparotto, C., Kopecek, R. ve Kurz, H. (2015a) 'Bifasiyal
modüller ve optimizasyon yöntemleri', IEEE Fotovoltaik Dergisi, 5(1), s. 320–328. doi: 10.1109/JPHOTOV.2014.2364406
Shoukry, I. (2015) Bifacial Modüller – Simülasyon ve Deney. Stuttgart Üniversitesi
4 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/enbw-plant-photovoltaik-anlagen-mit-400-megawatt-ohne-fuerderung-in-deutschland/
5 https://www.pv-magazine.de/2019/03/01/photovoltaik-in-ispanya-kurzer-ueberblick-ueber-einspeisetarife-sowie-projektentwicklung-und-finanzierung-von-freiflaechenanlagen/
6 Rabanal-Arabach, J., Mrcarica, M., Schneider, A., Kopecek, R. ve Heckmann, M. (2016) 'Bifacial PV Modüllerinin Dikey Montajı için Çerçevesiz Montaj Yapılarına İhtiyaç', 32. AB PVSEC
7 "Yüzer PV - Yeni Trend Olarak Yeni Fotovoltaikler" (EnEws: Şubat 2019'da yayınlandı)
8 PV Magazin'in 25.10.2018 tarihli Webinar'ına göre; Slaytlar aşağıdadır: https://16iwyl195vvfgoqu3136p2ly-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2018/10/2018-10-25-Bifacial-Webinar-SOLTEC.pdf
9 Sonraki2Güneş
10. Uluslararası Fotovoltaik Teknoloji Yol Haritası (ITRPV), Mart 2019 ["gerçek çift taraflı" verileri]
11 https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-05-17/china-da-cift-tarafli-gunes-panellerinin-kurulusuna-dikkat-edin
12 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/fdp-politikacilarinin-dunya-bölgelerinde-fotovoltaik-donusumleri-insan-dusmani-olarak-yayilimlandiriyor/
