Cientistas da Universidade de Purdue desenvolveram uma fórmula para ajudar os fabricantes de módulos fotovoltaicos a calcular com mais precisão os lucros proporcionados pelos painéis solares bifaciais.
A equipe descreve a nova fórmula termodinâmica no “Shockley–Queisser triangle predicts the thermodynamic efficiency limits of arbitrarily complex multijunction bifacial solar cells.” Nesse trabalho de pesquisa, publicado no Proceedings da Academia Nacional de Ciências, os pesquisadores disseram que os produtos bifaciais podem produzir entre 15% e 20% mais energia do que os painéis monofaciais.
Sua fórmula é baseada na aplicação do triângulo Shockley-Queisser, que geralmente é usado para calcular a sequência de bandgap e os limites de eficiência termodinâmica das células monofaciais, para o que eles chamam de «topologias PV complexas».
Eles afirmam que o triângulo pode ajudar a esclarecer os princípios físicos mais profundos e as compensações do projeto envolvidas no desenvolvimento de células solares complexas sob concentração arbitrária e resistência em série.
«Esse ponto máximo, ou o limite termodinâmico, pode ser identificado em um gráfico de linhas com inclinação descendente que forma um triângulo», explicaram.
O limite de Shockley-Queisser, que foi introduzido no início dos anos 1960 pelos físicos William Bradford Shockley e Hans-Joachim Queisser, é calculado examinando a quantidade de energia elétrica extraída por cada fóton incidente.
As células bifaciais com junções simples proporcionam maiores ganhos de eficiência do que as células monofaciais, disseram os pesquisadores. «O ganho relativo é pequeno, mas o ganho absoluto é significativo», escreveu o coautor Mohammad Ryyan Khan. «O benefício relativo inicial é perdido à medida que o número de sindicatos aumenta, mas o ganho absoluto continua a aumentar».
O artigo também sugere maneiras de melhorar o design das células bifaciais, manipulando as articulações. Na opinião dos cientistas, os módulos solares bifaciais representarão mais da metade do mercado global de energia fotovoltaica em 2030.
Por outro lado, a indústria solar precisa urgentemente estabelecer padrões e parâmetros claros para promover os benefícios das tecnologias bifaciais. Pesquisadores do IMEC na Bélgica anunciaram em fevereiro uma nova estrutura de simulação para calcular o desempenho esperado de um sistema fotovoltaico bifacial. O instituto de pesquisa disse que sua nova ferramenta de simulação «leva em consideração a iluminação frente e verso e a maneira como é influenciada pelas estruturas dos módulos, pela geometria dos componentes do sistema e pela variação do albedo».
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