Bifaziale Module: Was bringen Sie wirklich?
Sie gelten als der nächste große Trend in der Photovoltaik-Branche: Solarmodule, die von beiden Seiten Sonnenenergie erzeugen – bifaziale Module. Was verspricht diese Technologie und unter welchen Umständen ist sie bereits heute einsetzbar?
Die weltweite Nachfrage nach bifazialen Solarmodulen – Solarmodulen, die von beiden Seiten Sonnenenergie erzeugen – steigt massiv an. Prognosen zufolge wird der Marktanteil bis 2030 35 % aller weltweit installierten Solarenergieanlagen erreichen. Das liegt daran, dass bifaziale Solarmodule nicht nur mehr Energie erzeugen, sondern auch deutlich günstiger geworden sind.
Was ist ein bifaziales Solarmodul und wie funktioniert es?
Im Gegensatz zu den traditionellen „monofazialen" Modulen, die nur auf einer Seite produzieren, wandeln bifaziale Module PV-Energie von der Vorder- und Rückseite des Moduls um.
Bei monofazialen Solarmodulen besteht die Vorderseite aus Photovoltaikzellen, während die Rückseite durch eine Folie geschützt ist. Bei bifazialen Paneelen werden sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite Solarzellen verwendet. Dies ermöglicht die Stromerzeugung auch auf der Rückseite und erhöht die Energiemenge, die erzeugt werden kann, um etwa 6-10 % oder mehr.
Welche Arten von PV-Systemen eignen sich für bifaziale Module?
Bifaziale Module sind nicht für alle Anlagen geeignet. Am besten funktionieren sie für geneigte Systeme und Gebiete mit hohem Albedo – dieser Wert drückt aus, welcher Anteil der Sonnenstrahlung von Boden und Umgebung reflektiert wird. Beispiele mit hohem Albedowert sind etwa Gebiete mit weißem Beton, Schnee und Eis, Wüstensand oder Wasser.
Warum SolarEdge Wechselrichter so gut für bifaziale Module geeignet sind
Die Verwendung bifazialer Solarmodule kann zwar mehr Energie liefern, bringt aber auch mehr Komplexität mit sich. Die Installation der intelligenten PV-Lösungen von SolarEdge in einem bifazialen System löst viele dieser Probleme und verbessert die Stromgestehungskosten des Systems.
Wie bei monofazialen Paneelen kann es auch bei bifazialen Paneelen zu einer Fehlanpassung der Module kommen, was zu Leistungsverlusten führt und die Gesamtleistung des Systems beeinträchtigt. Dies ist bei allen Arten von Solarmodulen der Fall. Bifaziale Module sind jedoch noch anfälliger für diese Fehlanpassungen, da das Licht, das auf die Rückseite trifft, ungleichmäßiger ist als auf der Vorderseite.
Hierfür gibt es mehrere Gründe:
-
Uneinheitliche Oberfläche unter den Modulen (durch unebenen Schnee oder Glas, unterschiedliche Boden- oder Materialbeschaffenheit und mehr)
-
Unterschiedliche Sonneneinstrahlungswinkel oder Abschattung durch andere Module und Gestelle
-
Unterschiede in der Bestrahlungsstärke zwischen Modulen am Rand der Reihen und in der Mitte, oft "Randeffekte" genannt
-
Höhere Moduldegradation, Wellen bei schwimmenden PV-Anlagen, Blattwachstum bei Freiflächenanlagen und vieles mehr.
Leistung und Ertrag pro Modul erhöhen – mit SolarEdge
Die Installation eines SolarEdge Systems mit bifazialen Modulen ist optimal für einen maximalen Energieertrag und eine schnellere Investitionsrendite (ROI). Die SolarEdge Lösung besteht aus der Kombination eines intelligenten Wechselrichters mit Leistungsoptimierern, die eine Maximum Power Point Tracking-Technologie (MPPT) nutzen.
Bei herkömmlichen PV-Systemen wird die Produktion des gesamten Strangs reduziert, selbst wenn ein Modul aufgrund von Schmutz oder Schatten weniger Energie produziert. Mit der DC-optimierten Technologie von SolarEdge werden diese Leistungsverluste gemindert. Und das führt zu höherer Leistung und optimalem Ertrag aus jedem einzelnen PV-Modul.
Vergleich der Module für Wohngebäude
Da jedes Modul eine individuelle Leistung erbringt, ermöglicht dies eine größere Flexibilität bei der Auslegung des Systems – einschließlich der Installation mehrerer Module in unterschiedlichen Winkeln oder mit ungleichmäßiger Verschattung, wie es bei bifazialen Modulen häufig der Fall ist. Durch den Einsatz von SolarEdge Wechselrichtern und Leistungsoptimierern werden diese Leistungsverluste minimiert oder gar eliminiert.
Außerdem müssen bifaziale Module auf einem höheren Gestell montiert werden, damit die Rückseite dem reflektierenden Sonnenlicht ausgesetzt ist. Dank der Flexibilität von SolarEdge können Module, die mit SolarEdge Leistungsoptimierern verbunden sind, in jedem beliebigen Winkel, jeder Neigung oder Ausrichtung in einem Strang montiert werden und mehr Energie erzeugen.
Stromversorgung für das größte PV-System im ländlichen Alaska
In Kotzebue, Alaska, liegt mehr als 60 % des Jahres Schnee. Als die Paneele für eine geplante 576-kW-Freiflächen-PV-Anlage ausgewählt wurden, waren die bifazialen Module in Verbindung mit den dreiphasigen Wechselrichtern von SolarEdge mit Leistungsoptimierern die ideale Lösung. Aus mehreren Gründen:
-
Die DC-optimierte Lösung von SolarEdge verringerte die Mismatch-Verluste im ersten Jahr um fast 3 % im Vergleich zu einem herkömmlichen String-Wechselrichter.
-
Darüber hinaus wird der zusätzliche Energiegewinn bis zum Jahr 2020 auf über 6 % geschätzt – indem Verluste durch Degradation der Module mit Hilfe der Leistungsoptimierer ausgeglichen wurden.
-
Durch die Kombination von SolarEdge-Wechselrichtern mit bifazialen Modulen wird ein zusätzlicher Gewinn von mindestens 5 % erwartet.
-
Ein weiterer Vorteil: die Kotzebue Electric Association führt durch die SolarEdge Monitoring-Plattform die Fehlerbehebung aus der Ferne durch. So verringert sich die Anzahl der Besuche und Wartungsarbeiten vor Ort, die Betriebs- und Wartungskosten sinken.
Was sind die Perspektiven für bifaziale Module?
Die Solarenergie könnte bis zum Jahr 2050 ein Viertel des weltweiten Strombedarfs decken. Doch dazu muss die weltweite Kapazität das 18-fache des heutigen Niveaus erreichen. Deshalb sind bifaziale Module so wichtig. Einige Hersteller und Branchenanalysten sagen voraus, dass sie monofaziale Module schließlich als führende Technologie ablösen werden – insbesondere bei Freiflächen-Solaranlagen und Agri-PV.
Der Schlüssel zur weltweiten Akzeptanz hängt von der Fähigkeit ab, die bei bifazialen Modulen übliche Mismatch-Verluste zu verringern. Erst dann wird die maximale Energieproduktion erreicht. Die Kombination bifazialer Solarmodule mit der DC-optimierten PV-Lösung von SolarEdge liefert die passende Lösung – und liefert somit mehr Energie, eine höhere Investitionsrendite und niedrigere Energiekosten.
