Verticale Bifacial PV presteert beter dan gekantelde PV-systemen in Groot-Brittannië

Uit een onderzoek van een jaar- blijkt dat verticale PV-systemen op daken met twee gezichten beter presteren dan conventionele, gekantelde, enkelzijdige PV-systemen op daken in Groot-Brittannië.

Onderzoek door de Universiteit van York heeft de eerste empirische beoordeling uitgevoerd van een verticaal tweezijdig dak-PV-systeem van de Noorse -gevestigde verticale zonne-energiespecialist Over Easy Solar in een Brits klimaat. De volledige bevindingen worden gepresenteerd in het artikel "Comprehensive study of the efficiency of vertical bifacial photovoltaic systems: a UK case study", gepubliceerd in het tijdschrift Scientific Reports.

In het onderzoek werden de prestaties beoordeeld van het verticale bifaciale PV-systeem van Over Easy Solar, geïnstalleerd op het dak van de natuurkundetoren van de universiteit. Het omvat heterojunctiecellen met een efficiëntie van 22,5% en maakt gebruik van wit grind om licht naar de achterkant van het systeem te laten kaatsen, iets wat traditionele paneelopstellingen niet kunnen gebruiken.

Het systeem werd in 2023 gedurende een volledige jaarlijkse cyclus gemonitord en vergeleken met een verticaal-gemonteerd monokristallijn silicium monofaciaal PV-systeem en een traditioneel gekanteld monofaciaal PV-systeem. Het systeem van Over Easy Solar liet in de ochtenduren tussen 05.30 en 09.00 uur een 26,91% hogere opbrengst zien dan het gekantelde systeem en in de uren tussen 17.00 en 20.30 uur een 22,8% hogere opbrengst.

Keelin Currivan, oplossingsadviseur voor internationale klanten bij Over Easy Solar, legde aan pv magazine uit hoe deze resultaten het dubbele piekvoordeel benadrukken dat wordt geboden door verticale bifaciale PV.

"Terwijl traditionele gekantelde panelen worstelen met middagverzadiging, met een piek wanneer het elektriciteitsnet vaak vol is en de prijzen laag zijn, verschuift ons verticale bifaciale systeem de productie naar het moment waarop deze het meest nodig is", aldus Currivan. Ze voegde eraan toe dat deze pieken overeenkomen met pieken in woningen die worden veroorzaakt door de vraag naar verwarming, koken en elektrische voertuigen, waardoor de behoefte aan batterijopslag afneemt en de congestie op het elektriciteitsnet wordt verminderd.

Het verticale tweezijdige PV-systeem van Over Easy Solar presteerde de afgelopen vier seizoenen beter dan beide andere testsystemen. Het behaalde een relatieve winst van 14,77% ten opzichte van het traditionele gekantelde systeem in de zomer, oplopend tot 19,32% in de lente, 20,27% in de herfst en 24,52% in de winter.

"Verticale oriëntatie is de superieure geometrie voor het Britse en Ierse klimaat, omdat deze is geoptimaliseerd voor winterzon met een lage- hoek en diffuus licht", legt Currivan uit. "Zelfs tegen een verticaal monofaciaal systeem wint de bifaciale versie in de winter een extra 12,45%, wat bewijst dat het vastleggen van achter-zijreflectie van cruciaal belang is."

Op een dag met bijzonder hoge{0}}prestaties, 7 mei, produceerde het systeem van Over Easy Solar 4,92 kWh, ongeveer 25,38% meer energie dan het gekantelde systeem gedurende de dag. De auteurs van het onderzoeksartikel, gevestigd aan de Universiteit van York, voegen hieraan toe dat hun bevindingen "het ongeëvenaarde vermogen van het verticale bifaciale PV-systeem onderstrepen om zonne-energie efficiënt te benutten, ongeacht seizoensvariaties."

"Het ontwerp maximaliseert niet alleen het landgebruik, maar integreert ook naadloos met moderne architectonische landschappen, waardoor een esthetische waarde wordt toegevoegd aan de functionele voordelen", aldus hun conclusie. "De bifaciale technologie van het systeem, die zonnestraling van beide kanten kan opvangen, verhoogt de energieopbrengst aanzienlijk, waardoor het een krachtige oplossing is voor regio's met variabele blootstelling aan de zon en reflecterende omgevingen."

Currivan voegde hieraan toe dat het hogere rendement in maanden met hoge{0}} prijzen ook leidt tot een snellere terugverdientijd, ondanks hogere initiële kosten. Ze schatte de initiële kosten van een verticaal bifaciaal PV-systeem op GBP1.200 ($1.630)/kW, vergeleken met GBP900/kW voor een traditioneel systeem. "De hogere opbrengst resulteert in een geschatte GBP1.221,13 aan extra jaarlijkse besparingen per basislijn van 1.500 kWh in Groot-Brittannië, gebaseerd op de prijzen van GBP0,28/kWh", legt Currivan uit.

Het verticale bifaciale systeem van Over Easy Solar werd tijdens de tests ook onderworpen aan computationele vloeistofdynamica-simulaties. Het systeem handhaafde verwaarloosbare liftkrachten bij windsnelheden van ongeveer 98 km/u, wat volgens Currivan een cruciaal structureel voordeel is voor kustgebieden met sterke wind- in Groot-Brittannië en Ierland.

Currivan vertelde aan het PV-magazine dat Over Easy Solar de onderzoeksresultaten gebruikt om uitbreiding naar de Britse en Ierse markt te stimuleren. "Het verbaasde me hoe toepasbaar deze systemen zijn op de Britse en Ierse markten", zei ze. "In Noorwegen en koudere klimaten zijn deze systemen de enige levensvatbare vanwege de hoeveelheid sneeuw, maar zelfs in dit klimaat raken ze meerdere belangrijke punten, van seizoenswinst tot het verzachten van netwerkproblemen tot het geven van de dubbele piek."

Eerder deze maand installeerde Over Easy Solar zijn eerste verticale zonne-energie-installatie op het dak op de Amerikaanse markt. Uit een eerdere casestudyanalyse van het bedrijf bleek dat verticale dakpanelen tijdens de sneeuwmaanden beter presteren dan conventionele daksystemen.