Sumber: roedl.com
Selain potensi untuk mencapai penurunan biaya energi yang diratakan (LCOE), modul PV bifacial menawarkan peluang pemasangan dan pemasaran baru. Hal ini, pada gilirannya, disertai dengan keuntungan terkait seperti hasil tambahan dan kepadatan daya yang lebih tinggi. Selain itu, karena profil pembangkitan energinya yang khusus, modul bifacial yang dipasang secara vertikal menawarkan keuntungan harga listrik pada saat listrik harus dipasarkan tanpa dukungan EEG dan dapat membantu membuka penggunaan baru untuk area yang sebelumnya tidak dapat diakses.
Informasi Dasar
Pada prinsipnya, modul fotovoltaik (PV) bifacial hanyalah modul PV yang kontak belakangnya telah diganti dengan kontak sidik jari. Ini berarti bahwa bagian belakang panel juga dapat terkena radiasi matahari dan digunakan untuk menghasilkan listrik. Seberapa banyak radiasi matahari yang akan diterima oleh bagian belakang panel bergantung, terutama, pada reflektivitas permukaan di sekitarnya dan pada cara pemasangan modul. Nilai albedo adalah ukuran seberapa baik permukaan memantulkan radiasi matahari. Misalnya, nilai albedo sekitar 10% untuk sinar matahari tinggi di atas air dalam, 10% - 30% untuk padang rumput, dan hingga 75% - 95% untuk salju yang baru turun.1Nilai albedo dari permukaan sekitar merupakan faktor yang signifikan terhadap peningkatan hasil (lihat ilustrasi2).
Faktor lainnya adalah apa yang disebut "faktor bifaciality" yang merupakan ukuran seberapa banyak energi yang akan dihasilkan bagian belakang panel dibandingkan dengan bagian depan panel. Saat ini, dalam modul bifaciality, faktor bifaciality biasanya berkisar antara 70% dan 95%. Misalnya, faktor bifaciality sebesar 95% berarti bahwa, dalam kondisi yang sama, bagian belakang hanya akan menghasilkan 95% energi yang dihasilkan oleh bagian depan. Namun, pada akhirnya, perolehan hasil yang penting, dan di sini, jika fasilitas ditempatkan dengan baik dalam kondisi pemasangan yang ideal (nilai albedo tinggi misalnya salju atau permukaan atap yang cerah, orientasi sempurna, tidak ada naungan), nilai yang mungkin dari perolehan hasil dapat berkisar antara 30% dan 50% per tahun.3Namun, di Jerman, cukup diharapkan bahwa perolehan hasil akan bervariasi antara 5% dan 15% per tahun, tergantung pada desain sistem dan permukaan di bawah modul.
Pertimbangan dasar tentang pengaruh albedo terhadap perolehan hasil
Desain Sistem Inovatif
Yang istimewa dari modul bifacial adalah, selain peningkatan hasil yang dihasilkan dari sisi belakang, jenis modul ini juga menawarkan opsi pemasangan lainnya. Tentu saja, perubahan paling radikal dibandingkan dengan panel konvensional adalah pemasangan vertikal. Yang paling umum adalah orientasi panel timur/barat. Hal ini memerlukan dua perbedaan utama dibandingkan dengan tata letak konvensional.
Pertama-tama, tata letak vertikal melibatkan profil produksi yang berubah. Alih-alih satu puncak di tengah hari, kini diproduksi dua puncak: satu di pagi hari dan satu di sore hari, meskipun produksi setelah tengah hari tetap relatif tinggi. Selain fakta bahwa beberapa pembangkit listrik yang sebanding menghasilkan keuntungan hasil antara 5% dan 10%, keuntungan sebenarnya adalah lebih banyak listrik kini dihasilkan di tengah harga pasar spot yang umumnya meningkat. Di Jerman dan di seluruh dunia, dapat dilihat bahwa semakin banyak pembangkit listrik yang direncanakan atau dibangun tanpa dukungan EEG.4 Dalam kasus pembangkit listrik ini, harga listrik masa depan yang dikutip di bursa listrik akan menjadi penting untuk pertimbangan yang berkaitan dengan profitabilitas. Kemampuan menghindari apa yang disebut "efek kanibalisasi" (yaitu jatuhnya harga puncak tengah hari bahkan ke tingkat harga negatif) pembangkit listrik PV dapat menjadi faktor penentu. Analisis pasar listrik Spanyol dengan jelas menggambarkan sifat kontroversial dari masalah harga listrik nonsubsidi.5
Instalasi konvensional vs. vertikal: Profil pembangkitan energi dan harga pasar spot per 26/05/2017; Sumber:/Next2Sun
Perbedaan signifikan lainnya adalah perubahan dalam penggunaan lahan. Dibandingkan dengan panel yang dipasang secara konvensional, modul bifacial yang dipasang secara vertikal memerlukan jarak baris yang jauh lebih besar untuk menghindari penumpukan sendiri yang berlebihan. Di satu sisi, hal ini menyebabkan tingkat pemanfaatan lahan yang lebih rendah dan, di sisi lain, justru jarak baris yang lebih besar yang membantu lahan tetap dapat digunakan untuk keperluan pertanian setidaknya dengan batasan tertentu. Pada akhirnya, mempertahankan produktivitas pertanian berarti kemungkinan mengurangi biaya sewa lahan dibandingkan dengan pembangkit listrik konvensional dan dengan demikian kemungkinan untuk mengatasi masalah peningkatan konsumsi lahan berdasarkan model kerja sama yang inovatif. Karena pengembang proyek biasanya lebih suka berusaha mencapai kapasitas terpasang maksimum untuk mengoptimalkan margin saat menjual pembangkit listrik, konsep ini akan lebih menarik bagi pemasok energi. Dengan demikian, keraguan populer tentang konsumsi lahan dapat dihilangkan. Di sini, yang menarik adalah konsep berkolaborasi dengan koperasi pertanian yang memiliki lahan yang luas, misalnya di Jerman Timur.
Keuntungan lain dari pemasangan vertikal adalah meminimalkan kerugian yang disebabkan oleh pengendapan salju di
permukaan modul. Selain itu, menurut penelitian awal, kerugian yang disebabkan oleh polusi jauh lebih rendah (ini relevan di daerah gurun).6
Kesesuaian modul bifacial untuk digunakan pada beberapa jenis pembangkit listrik tidak hanya bergantung pada fakta bahwa kedua sisi panel digunakan tetapi juga pada transparansi modul kaca-ke-kaca. Dengan demikian, modul ini paling cocok untuk dipasang di tempat parkir mobil, pada penghalang kebisingan, sebagai elemen bangunan, di PV Terapung7, dan juga di Agro PV yang disebutkan di atas.
Struktur Biaya dan Pendapatan
Untuk tujuan perbandingan, analisis struktur biaya dan pendapatan memperhitungkan desain konvensional pembangkit listrik tenaga surya (PV) yang menghadap ke selatan dengan kemiringan optimal.
Pembaca yang cermat pasti sudah menyimpulkan pada titik ini bahwa pemasangan modul bifacial memerlukan lebih sedikit modul karena hasil spesifiknya lebih tinggi. Hal ini mengurangi biaya pemasangan, BoS, dan sewa lahan.
Namun, sebaliknya, harga modul lebih tinggi, saat ini sekitar 10%, yang juga dapat menyatu dalam jangka panjang. Alasannya adalah karena proses produksinya sangat mirip dengan modul konvensional3. Saat ini, kapasitas produksi global lebih berorientasi pada modul monofasial. Oleh karena itu, efek pengurangan harga yang timbul dari skala ekonomi belum memiliki dampak yang kuat pada modul bifasial.
Namun, perlu diperiksa berdasarkan kasus per kasus jenis modul dan metode pemasangan apa yang akan dipilih untuk masing-masing proyek. Jika listrik dijual di luar skema EEG, masuk akal –selain menentukan LCOE– untuk menyiapkan prakiraan harga listrik jangka panjang guna menentukan nilai listrik yang diproduksi.
Dalam kasus modul bifacial yang dipasang secara vertikal, biaya investasi spesifik sekitar 10% - 20 % lebih tinggi dan biaya sewa lahan sekitar dua kali lebih tinggi karena kebutuhan lahan yang lebih besar. Dalam kasus biaya sewa lahan, pengurangan biaya dimungkinkan, tergantung pada apakah sebidang tanah tersebut cocok untuk keperluan pertanian dan apakah penggunaannya terus-menerus memungkinkan. Sebaliknya, modul bifacial menawarkan sekitar 5% hingga 10% hasil yang lebih tinggi dan pendapatan yang lebih tinggi dari penjualan listrik pada saat harga listrik lebih tinggi. Selain itu, diharapkan bahwa penggunaan modul kaca-kaca akan menghasilkan layanan yang lebih lama.
kehidupan.9
Prakiraan Positif untuk Pangsa Pasar Bifacial
Diasumsikan bahwa modul bifacial akan semakin penting di seluruh dunia. Perkiraannya berkisar antara 20%
202610 menjadi 40% pada tahun 2025.11Selain perbedaan harga, kesulitan juga muncul dari fakta bahwa masalah STC bifacial belum terpecahkan. Masalah lainnya adalah pembersihan bagian belakang panel dan munculnya titik panas yang disebabkan oleh struktur pemasangan. Hal positifnya adalah waktu pengiriman untuk modul bifacial telah dinormalisasi dan simulasi hasil memberikan nilai yang dapat diandalkan.
Kesimpulan: Pembangkit Listrik Tenaga Surya Bifacial dengan Desain Sistem dan Kasus Bisnis Baru
Modul PV bifacial menghasilkan lebih banyak energi pada permukaan modul yang sama melalui bagian belakang panel yang aktif terhadap sinar matahari karena reflektivitas permukaan di sekitarnya. Dengan biaya pemasangan dan BoS yang sama, hal ini menghasilkan hasil yang lebih tinggi yang biasanya melebihi biaya modul bifacial yang lebih tinggi. Selain itu, modul bifacial ditakdirkan untuk digunakan dalam penghalang kebisingan, pembangkit listrik PV terapung, dan dipasang secara vertikal.
Sistem PV. Karena dengan pembangkit listrik yang dipasang secara vertikal, lahan dapat terus digunakan untuk keperluan pertanian, hal ini menghilangkan masalah kontroversial tentang konsumsi lahan.12dan dengan demikian meningkatkan peluang untuk memperoleh izin yang relevan. Pada saat yang sama, profil produksi jenis pembangkit listrik ini menjanjikan pengembalian yang lebih tinggi pada pertukaran listrik, yang khususnya menarik dalam kasus pembangkit listrik yang dioperasikan di luar skema dukungan EEG. Oleh karena itu, pada dasarnya disarankan dalam hal apa pun untuk mempertimbangkan modul PV bifacial dan pemasangan vertikalnya dalam proyek-proyek mendatang.
________________________________________________________________
1 Dobos, E. (1996) 'Albedo', Teknik (London), 237(7), hal. 21. doi: 10.1081/E-ESS
2 Dupeyrat et al., 2014; Investigasi ketergantungan albedo pada hasil PV bifacial
3 Guo, S., Walsh, TM dan Peters, M. (2013) 'Modul fotovoltaik bifacial yang dipasang secara vertikal: Analisis global', Energi, 61, hlm. 447–454. doi:10.1016/j.energy.2013.08.040
Yusufoglu, UA, Pletzer, TM, Koduvelikulathu, LJ, Comparotto, C., Kopecek, R. dan Kurz, H. (2015a) 'Analisis kinerja tahunan bifacial
modul dan metode optimasi', IEEE Journal of Photovoltaics, 5(1), hlm. 320–328. doi: 10.1109/JPHOTOV.2014.2364406
Shoukry, I. (2015) Modul Bifacial – Simulasi dan Eksperimen. Universitas Stuttgart
4 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/enbw-plant-photovoltaik-anlagen-mit-400-megawatt-ohne-foerderung-in-deutschland/
5 https://www.pv-magazine.de/2019/03/01/photovoltaik-in-spanien-kurzer-ueberblick-ueber-einspeisetarife-sowi-projektentdeveloplung-und-finanzierung-von-freiflaechenanlagen/
6 Rabanal-Arabach, J., Mrcarica, M., Schneider, A., Kopecek, R. dan Heckmann, M. (2016) 'Kebutuhan Struktur Pemasangan Tanpa Bingkai untuk Pemasangan Vertikal Modul PV Bifacial', dalam EU PVSEC ke-32
7 "Floating PV–Swimmende Photovoltaikanlagen ass new trend" (EnEws: Publikasi Februari 2019)
8 Berdasarkan Webinar Majalah PV pada tanggal 25.10.2018; Slide dapat dibuka di bawah: https://16iwyl195vvfgoqu3136p2ly-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/2018/10/2018-10-25-Bifacial-Webinar-SOLTEC.pdf
9 Berikutnya2Minggu
10 Peta Jalan Teknologi Internasional untuk Fotovoltaik (ITRPV), Maret 2019 [Data untuk "true bifacial"]
11 https://www.bloomberg.com/news/articles/2018-05-17/watch-out-for-double-sided-solar-panels-taking-off-in-China
12 https://www.pv-magazine.de/2019/03/04/fdp-politiker-photovoltaik-anlagen-in-unseren-regionen-sind-verbrechen-an-der-menschheit/