La fotovoltaica bifacial de un solo eje ofrece el LCOE más bajo en el 93,1% de la superficie terrestre del mundo

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Un grupo de científicos del Instituto de Investigaciones sobre Energía Solar de Singapur ha demostrado que la combinación de paneles bifaciales y seguidores de un solo eje es la mejor manera de lograr el menor costo nivelado de energía en los proyectos de energía solar basados en la tecnología del silicio cristalino.

En el estudio “Global Techno-Economic Performance of Bifacial and Tracking Photovoltaic Systems”, publicado en Joule, los académicos dijeron que sus pruebas han demostrado que la combinación mencionada puede asegurar un rendimiento hasta un 35% más alto que los sistemas convencionales.

Parámetros

El grupo analizó la rentabilidad de las plantas solares tanto monofaciales como bifaciales instaladas con sistemas de seguimiento de inclinación fija, de un eje y de dos ejes a escala mundial. Dijo que el promedio diario de irradiación horizontal global para varias de las ubicaciones del mundo se obtuvo de las Nubes y el Sistema de Energía Radiante de la Tierra (CERES) de la NASA.

El equipo de investigación calculó la irradiancia normal directa (DNI) y la irradiancia horizontal difusa (DHI) aplicando el enfoque de Orgill-Hollands, que estima la fracción difusa utilizando el índice de claridad como única variable. También se incluyeron como parámetros la temperatura ambiente media diaria y los valores de albedo.

Mediciones

Los investigadores asumieron que las filas de módulos en la planta solar están adecuadamente espaciadas de manera que las pérdidas causadas por el sombreado son solo marginales. Su análisis no consideró el sombreado causado por los sistemas de montaje en la parte trasera de los paneles.

“La influencia que el espaciamiento de las filas tiene en otros factores de costo, como los trabajos de preparación del sitio, el cableado, el cercado, etc., también se ha descuidado en este trabajo”, explicaron los investigadores. “No consideramos las políticas gubernamentales; estas pueden tener una gran influencia en el LCOE y, por lo tanto, determinar si es rentable instalar un sistema fotovoltaico en un lugar determinado”.

Las pérdidas de suelo y los costos de transporte también se excluyeron como parámetros para el análisis.

Para los proyectos construidos con módulos de inclinación fija, los académicos consideraron una altura de 0,6 m entre el borde más bajo de los paneles y el suelo, mientras que para los proyectos instalados con seguidores se supone que esta altura es de 1 m. Los módulos para las mediciones sobre el terreno fueron proporcionados por el fabricante chino Longi y se hizo una comparación entre las instalaciones con módulos monocristalinos monofaciales de PERC con una potencia frontal de 310 W y paneles bifaciales del mismo tipo con una potencia frontal de 305 W. Se consideró que la eficiencia de los inversores y otras pérdidas en la instalación fotovoltaica eran del 96% y el 3%, respectivamente.

Primacía de un solo eje

“Todas las combinaciones de sistemas de seguimiento y bifaciales mejoran el rendimiento, y es posible alcanzar mejoras de más del 50% en latitudes muy altas”, escribió el grupo. “En general, con la misma estructura de montaje, la configuración bifacial supera a la monofacial. Las configuraciones de los seguidores superan significativamente a las configuraciones de inclinación fija, con instalaciones de seguidores de dos ejes que tienen un rendimiento marginalmente mayor que un eje”.

Los científicos dijeron que las instalaciones de seguidores de un solo eje tienen un 10% más de costos de sistema que los sistemas convencionales de inclinación fija monofacial, mientras que las instalaciones de seguidores de dos ejes pueden ser entre un 30% y un 60% más caras. “Estos costos considerablemente más altos de los sistemas de seguimiento de dos ejes se deben principalmente al alto costo de su estructura de montaje”, explicaron.

Las ventajas de costo y rendimiento de los sistemas bifaciales respaldados por el uso de trackers de un solo eje aumentan cuando las ubicaciones de los proyectos se encuentran en latitudes altas.

“En general, las propiedades de seguimiento de los sistemas monofaciales-1T dan lugar a una considerable reducción del LCOE en comparación con los sistemas bifaciales de inclinación fija (que alcanzan valores de hasta el 21%)”, concluyeron los científicos. “Sin embargo, solo para las ubicaciones cercanas a los polos, las propiedades de los módulos bifaciales para captar la luz de ambos lados se vuelven más influyentes y dan como resultado valores de LCOE más bajos”.

El LCOE para los proyectos de seguidores bifaciales de un solo eje es el más bajo para el 93,1% de la superficie terrestre del mundo analizada, mientras que las plantas de seguidores monofaciales de un solo eje se dice que alcanzan el segundo LCOE más bajo, con el 87,9% de la superficie terrestre analizada.

“Por lo tanto, en la actual situación del mercado, los sistemas de 1T son rentables y preferibles”, concluyeron los académicos.