La mayor parte de las placas fotovoltaicas que se instalan en la actualidad son bifaciales. Estos dispositivos representan una avance frente a los paneles convencionales, ya que son capaces de producir energía por ambas caras y su coste es prácticamente igual al de los sistemas convencionales.
La principal ventaja de esta tecnología fotovoltaica radica en un aprovechamiento mayor de los recursos solares y son capaces de incrementar su producción de electricidad hasta en un diez por ciento, gracias al efecto albedo, es decir, a la luz que refleja el suelo y la luz difusa del ambiente.
A pesar de que son la opción preferida en la actualidad, apenas hay estudios científicos que caractericen su funcionamiento y desarrollen estrategias para potenciar su capacidad para generar energía limpia.
Un estudio para confirmar la eficacia de las placas bifaciales
El grupo Investigación y Desarrollo en Energía Solar (IDEA) de la Universidad de Jaén (UJA) ha puesto en marcha un laboratorio en el Campus Científico y Tecnológico de Linares, para caracterizar el funcionamiento de las placas bifaciales en condiciones reales de operación.
Esta instalación de energía renovable demostrativa es fruto del proyecto nacional Desarrollo de modelos avanzados de caracterización de sistemas bifaciales fotovoltaicos. Cuenta con la particularidad de, además de ser un espacio excepcional para la investigación de esta tecnología, opera como una instalación comercial de autoconsumo más y aporta hasta 20kW de energía limpia a la UJA.
Qué resultados se obtendrán de esta investigación sobre la fotovoltaica bifacial
El proyecto está liderado por los investigadores Emilio Muñoz Cerón y Juan de la Casa Higueras, que se han propuesto desarrollar nuevos modelos predictivos de la producción energética de sistemas fotovoltaicos conectados a la red basados en módulos de tecnología bifacial atendiendo a unas condiciones de operación, dependientes de la altura de la estructura soporte, la separación entre filas, la disposición de los módulos, el albedo, la uniformidad de la radiación incidente en la cara posterior e incluso el conexionado eléctrico del generador.
El grupo IDEA puso en marcha este proyecto de investigación porque la fotovoltaica bifacial «es una tecnología que tiene una gran implantación comercial, pero se está instalando sin conocer exactamente los pormenores de su funcionamiento. Con este proyecto tratamos de detectar aquellos parámetros e ideas de diseño que pueden mejorar y sacarle más provecho a esta tecnología», explica Muñoz Cerón.
Qué se debe tener en cuenta al instalar placas bifaciales
Tras año y medio de operación, los ensayos realizados en la planta experimental del campus de Linares han permitido conocer aspectos importantes, a tener en cuenta a la hora de instalar este tipo de paneles fotovoltaicos.
Los investigadores del grupo IDEA han observado que, con un suelo de irradiación eleva, la producción de los módulos situados en los extremos de una fila es mayor que la de los módulos instalados en la parte central, donde el suelo está sombreado por los módulos adyacentes. Esto parece algo banal, pero para nada lo es, sobre todo si los módulos están conectados en serie. Esta variación «limita el funcionamiento de los de los extremos», explica Emilio Muñoz Cerón.
Otra cuestión observada en este estudio sobre las placas fotovoltaicas bifaciales está relacionada con los inversores empleados en este tipo de instalaciones de energía renovable. Estos instrumentos se emplean para adaptar las características de los módulos fotovoltaicos a la red eléctrica convencional; realizan el cambio de corriente continua a corriente alterna.
«En un entorno de reflexiones de baja intensidad, como el suelo de tierra que tenemos en Linares no es problema; en el caso en el que la intensidad del albedo sea elevada, bien porque se trate de una superficie de color claro o porque se haya instalado una lona especial, podemos estar provocando que aumente la intensidad que genera el sistema, y esto puede derivar en una saturación en los inversores», aclara el investigador del grupo IDEA.
Cómo monitorizan la instalación solar del Campus de Linares
Para monitorizar la actividad de la planta solar instalada en Linares, el equipo de Emilio Muñoz y Juan de la Casa ha desarrollado un equipamiento a medida, que opera en remoto, ya que estos investigadores trabajan desde el campus Las Lagunillas, en Jaén capital. Se trata de «un sistema integrado por sensores de irradiancia y temperatura, instalados a lo largo del campo experimental, que se complementa con un equipo autónomo de recogida de datos ambientales y del funcionamiento de cada uno de los subsistemas».
La información sobre la actividad de la planta va a parar a un registrador de datos, donde se almacenan y se ponen a disposición de los investigadores, para realizar análisis del funcionamiento y estudiar las diferentes variables a analizar en este estudio.
El siguiente paso en esta investigación será variar el tipo de suelo y estudiar el comportamiento de la instalación. Probarán con coberturas y lonas blancas, que pondrán debajo de las placas solares, con el objetivo de comprobar hasta qué punto se incrementa la producción energética y, lo más importante, de qué manera influye este aumento en la irradiación en el funcionamiento de los paneles, cómo se comportan en función de su ubicación dentro de la planta, así como la respuesta de los elementos electrónicos que completan el conjunto de una instalación fotovoltaica.
Los paneles bifaciales, se caracterizan por equipar unas células fotovoltaicas que han recibido un tratamiento especial, para poder captar la energía solar por ambas caras, representan el futuro inmediato en este campo de las renovables, de ahí la importancia de esta investigación de la UJA, de la que saldrán una serie de pautas para optimizar todavía más esta tecnología.
