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Módulos bifaciais estão cada vez mais presentes no mercado, com promessas de ganhos adicionais de até 30% para o sistema fotovoltaico. Entenda como funciona esta tecnologia para decidir em qual projeto você pode realmente tirar vantagem dela.

A tecnologia bifacial

Para que um módulo possa gerar energia também pelo lado do verso, é preciso fazer as seguintes modificações no processo de fabricação, quando comparado a módulos comuns:

• O verso da célula passa ser igual ao da frente, com condutores em linhas finas de uma pasta metálica, chamados de "busbars";
• A superfície do verso recebe tratamento antirreflexo e acaba tendo a mesma aparência da frente;
• O filme que cobre o fundo do módulo, normalmente branco, passa a ser transparente;
• As caixas de conexão são menores para permitir que mais irradiação chegue à superfície fotovoltaica.

Com ou sem moldura

A imagem acima mostra um módulo bifacial, pela frente e pelo verso (fonte: Canadian Solar). Ele tem uma moldura em alumínio, igual aos módulos tradicionais.

Já o tipo vidro-vidro vem sem moldura. Neste caso, o verso do módulo também é coberto por vidro e a espessura total fica entre 5 e 8 mm. Este tipo usa sistemas de fixação diferenciados.

A maior diferença entre os dois tipos consiste no manuseio: a espessura da moldura, entre 30 e 40mm, facilita carregar o módulo com segurança.

O módulo sem moldura é muito mais sensível contra pequenos desleixos, o que acarreta uma maior perda durante a instalação. Por isso, é mais indicado para instalações em solo.

Irradiação no verso do módulo

A frente do módulo bifacial gera energia da mesma forma que um monofacial. O verso acrescenta energia gerada a partir da irradiação que incide nesta face.

Esta irradiação chega por diferentes caminhos:

• Irradiação difusa, refletida pelo céu;
• O solo ao redor do módulo reflete irradiação, um efeito chamado de albedo;
• Módulos na fileira posterior refletem irradiação em certos momentos do dia;
• Quando a posição do sol está por trás dos módulos, pode até haver incidência de irradiação direta;

A eficiência do verso do módulo costuma ser inferior à da frente, o que é expresso no "fator bifacial", informado na ficha técnica. Tipicamente é aproveitada entre 70% e 90% da irradiação no verso.

O sistema de fixação impõe perdas adicionais, por cobrir parte do verso.

Evidentemente, há ganhos somente em montagem elevada, e não em montagem paralela ao telhado.

Ganhos com módulos bifaciais

A única forma de prever os ganhos adicionais com módulos bifaciais é uma simulação do sistema fotovoltaico, levando em consideração os seguintes itens:

• Dados climáticos detalhados que contêm o perfil de irradiação direta e difusa ao longo do ano (TMY = typical meteorológical year);
• Informações sobre o albedo do solo abaixo dos módulo;
• Detalhes do módulo utilizado, com o fator de bifacialidade, entre outros;
• Informação completa da montagem, com inclinação e altura das fileiras e distância entre elas;
• A simulação deve ocorrer em intervalos de hora ou de minuto ao longo do ano e apresentar ganhos e perdas de forma detalhada.

A imagem à direita mostra um exemplo calculado no software PV*SOL. A primeira linha marcada traz o ganho de irradiação no verso do módulo, e a segunda, a perda pelo fator de bifacialidade (o fator de 80%, neste exemplo, causa perdas de 20% da irradiação no verso).

Onde vale a pena usar módulos bifaciais?

Simulações no software PV*SOL mostram que os ganhos, nas condições do Brasil, alcançam percentuais baixos. Uma razão é a baixa inclinação dos módulos, adequada para o percurso alto do sol tão perto do equador.

A outra é o ângulo azimutal entre nascer e pôr do sol, que é mais fechado em latitudes baixas do que em altas.

Mesmo sem ganhos altos vale muito avaliar a tecnologia, já que o preço não difere muito dos módulos monofaciais. Simule o projeto e avalie o resultado financeiro junto com o investidor para tomar a decisão!

Instalação com rastreadores (tracking)

A montagem que acompanha o movimento do sol ao longo do dia não muda as características da irradiação recebida no verso do módulo. O que muda, a cada passo da simulação, e a posição de cada módulo.

No Brasil, as usinas de grande porte costumam usar tracking com módulos bifaciais, para aproveitar a irradiação ao máximo.

Como configurar os módulos bifaciais com inversores

Vamos entender as características elétricas da célula bifacial:

• A irradiação adicional, recebida no verso da célula, aumenta a corrente produzida pela mesma;
• A tensão continua igual, porque depende, em primeiro lugar, da temperatura da célula.
• A frente do módulo gera a corrente máxima quando o sol está em posição perpendicular ao módulo e a irradiação chega de forma direta, sem qualquer nuvem no céu;
• Neste momento, o verso recebe pouca irradiação;
• Com isso, a corrente máxima, na prática, raramente supera a corrente máxima da frente.

Podemos, portanto, efetuar a configuração entre módulo e inversor usando a corrente máxima de circuito aberto da frente apenas. A tabela à direita apresenta, as características do módulo com 0% a 20% de ganho no verso. Usaremos a primeira linha então.

Você pode, portanto, usar a mesma planilha disponibilizada no manual de energia solar, ensinada também no curso de projeto de sistemas conectados à rede.

Resumo

Módulos bifaciais trazem ganhos adicionais em projetos com montagem elevada dos módulos. É indispensável efetuar uma simulação em um software confiável, como PV*SOL ou PVsyst, para apontar se os ganhos superam eventuais custos adicionais.

No curso avançado do software PV*SOL abordamos o assunto e mostramos como efetuar uma simulação numa usina em solo.