Tấm pin mặt trời hai mặt là gì và nó hoạt động như thế nào?

Khi nói đến việc lắp đặt các tấm pin mặt trời, mục tiêu luôn là thiết kế hệ thống của bạn để tạo ra càng nhiều điện năng lượng mặt trời càng tốt. Công nghệ được sử dụng trong các tấm pin mặt trời đã có một chặng đường dài. Một sự phát triển công nghệ đặc biệt thú vị, đó là các tấm pin mặt trời hai mặt. Mặc dù các mô-đun hai mặt đã xuất hiện từ những năm 1960, thông qua sự phát triển của công nghệ PERC (tế bào phía sau bộ phát thụ động), chúng đã trở thành kẻ phá vỡ thị trường điện mặt trời. Vậy tấm pin mặt trời hai mặt là gì và tại sao chúng đáng được xem xét? 

Tấm pin mặt trời hai mặt là gì?

Tấm pin năng lượng mặt trời hai mặt là một nhà máy năng lượng hai mặt biến ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện ở cả mặt trên và mặt dưới của nó.

Chúng khác với các tấm pin mặt trời một mặt chỉ sử dụng một mặt để sản xuất năng lượng mặt trời. Từ bifacial xuất phát từ tiền tố “bi-” (nghĩa là hai ) và “mặt” (cho khuôn mặt ).

Hai mặt kính được trang bị pin mặt trời ở cả phía trên và phía sau của tấm pin. Chúng thường là đơn tinh thể, mặc dù đa tinh thể có thể được sử dụng. Bởi vì chúng mỏng, chúng giống như các tấm màng mỏng. Các tấm pin mặt trời hai mặt thường không có khung, tuy nhiên tấm có khung giống như tấm pin một mặt cũng rất phổ biến trên thị trường,

Mặt trên của mỗi mô-đun năng lượng mặt trời được bao phủ trong lớp kính bảo vệ. Mặt dưới có thể là kính hoặc tấm bìa trong. Điều này khác với các hệ thống tấm pin năng lượng mặt trời thông thường với lớp nền mờ đục.

Tấm pin mặt trời hai mặt hoạt động như thế nào?

Các tế bào năng lượng mặt trời trên cùng của tấm pin mặt trời hai mặt đối diện với mặt trời, vì vậy chúng bắt các tia nắng tới trực tiếp, chỉ hấp thụ một số bước sóng nhất định. Các tế bào năng lượng mặt trời trên cùng hoạt động giống như pin năng lượng mặt trời thông thường.

Các tế bào năng lượng mặt trời phía dưới hấp thụ ánh sáng phản xạ từ mặt đất. Ánh sáng này được gọi là ánh sáng albedo(Suất phản chiếu hay suất phản xạ). Màu trắng hoặc màu sáng phản chiếu tốt hơn màu tối. Sơn bề mặt trắng hoặc bạc trên mái nhà hoặc đường bằng bê tông bên dưới các tấm pin cũng mang lại hiệu quả tương tự. Các nghiên cứu cho thấy  bề mặt trắng phản chiếu hơn 80%  ánh sáng albedo. (để so sánh: Cỏ là 23%).

Để tối ưu hóa hoạt động của các tế bào bên dưới, nhà sản xuất ưu tiên sử dụng silicon cao cấp trong các tế bào đơn tinh thể.

Không giống như các hệ thống pin năng lượng mặt trời một mặt được đặt trong các giá đỡ song song với một bề mặt như sân thượng, các tấm pin hai mặt tạo ra nhiều năng lượng hơn khi chúng được đặt nghiêng khỏi mái nhà hoặc mặt đất ở các mức độ khác nhau.

Thử nghiệm tấm hai mặt với ánh sáng phản chiếu của mái đã lắp đặt.

Bởi vì ánh sáng mặt trời phản xạ từ tất cả các vật thể ở nhiều góc độ khác nhau, nên các tấm pin mặt trời hai mặt có khả năng thu được nhiều ánh sáng hơn. Chúng thậm chí còn hoạt động hiệu quả vào những ngày nhiều mây khi pin mặt trời một mặt gặp bất lợi lớn hơn.

Có những thiết lập lắp đặt khác tận dụng vòng quay hàng ngày của trái đất liên quan đến mặt trời. Để tạo ra hai  đỉnh năng lượng trong suốt cả ngày, một nửa mặt kính hai mặt trong một mảng có thể được nghiêng về phía đông để thu được những tia nắng bình minh và buổi sáng; nửa sau, ở phía tây, để hấp thụ cường độ buổi chiều và tia hoàng hôn.

Tìm hiểu thêm về: Solar tracking

Do có các tấm kính che cả hai mặt của tấm pin mặt trời hai mặt nên chúng bền hơn so với các hệ thống tấm pin mặt trời thông thường. Do đó, trong một số trường hợp, bảo hành thường dài hơn 5 năm (nghĩa là hơn 30 năm so với 20 – 25 năm) .

So sánh hiệu quả giữa các tấm pin mặt trời hai mặt và một mặt

Hiệu quả  đề cập đến mức độ tốt như thế nào của một pin mặt trời chuyển đổi tổng lượng năng lượng mặt trời tác động lên bề mặt của nó thành năng lượng điện.

Bạn có thể nghĩ rằng pin mặt trời hai mặt sẽ tăng gấp đôi hiệu suất so với pin mặt trời một mặt – vì có nhiều hơn hai lần bề mặt pin mặt trời – nhưng thực tế vẫn chưa phải  như vậy.

Các tấm pin mặt trời hai mặt hoạt động tốt nhất khi được lắp đặt gần các bề mặt phản chiếu cao. Chẳng hạn như bể bơi bằng kính, khu vực có cát, đá hoặc tuyết. Mặc dù mặt trước của pin mặt trời vẫn hấp thụ phần lớn ánh sáng mặt trời, một số mẫu kính hai mặt có khả năng tăng sản xuất năng lượng lên đến 30%. Lượng năng lượng phụ chính xác sẽ phụ thuộc vào môi trường xung quanh bản thân các tấm pin mặt trời.

Ưu và nhược điểm của pin mặt trời hai mặt

Các tấm pin mặt trời hai mặt ngày càng trở nên phổ biến, thu hút được sự chú ý do giá thành và hiệu quả của chúng. Ngày càng có nhiều gia đình và doanh nghiệp lựa chọn lắp đặt hai mặt thay vì một mặt để gặt hái thành quả, nhưng liệu những ưu điểm có thực sự lớn hơn những nhược điểm?

Ưu điểm của pin mặt trời hai mặt

• Tăng hiệu quả. Vì các mô-đun hai mặt có thể tạo ra năng lượng từ cả hai mặt của tấm pin nên tổng khả năng tạo ra năng lượng sẽ tăng lên. Một số nhà sản xuất tuyên bố rằng các tấm pin mặt trời hai mặt có thể tạo ra năng lượng nhiều hơn tới 30% so với các tấm pin mặt trời một mặt thông thường. Hiệu suất cao hơn này dẫn đến ít không gian hơn trên mỗi watt, vì vậy chủ nhà có thể lắp đặt ít tấm hơn để đáp ứng nhu cầu của họ.
• Bền hơn. Vì các tấm pin hai mặt được bao phủ cả hai mặt bằng kính cường lực nên chúng thường bền hơn. Kính cường lực có khả năng chống chịu thời tiết, chống tia cực tím và có thể chịu được nhiệt độ cao và gió mạnh. Các tấm pin mặt trời hai mặt được kỳ vọng sẽ có tuổi thọ dài hơn. 
• Dễ chịu về mặt thẩm mỹ. Mô-đun hai mặt có nhiều kiểu dáng, bao gồm cả không khung. Nhiều người nhìn thấy khung kính hoàn chỉnh có tính thẩm mỹ cao hơn so với các tấm pin mặt trời một mặt. 
• Hoạt động tốt trong ánh sáng khuếch tán. Diện tích bề mặt tăng thêm cũng có nghĩa là các tấm kính hai mặt hoạt động tốt hơn trong ánh sáng khuếch tán. Làm  cho chi phí dài hạn thấp hơn so với các tấm một mặt. 
• Giảm PID. Trong trường hợp của bảng điều khiển hai mặt không khung, các tế bào năng lượng mặt trời ít có khả năng bị  suy thoái do tiềm năng gây ra ( PID). Đây là nơi các dòng điện đi lạc khỏi đường dẫn dự định của chúng và kết quả là ăn mòn các tấm pin mặt trời. Hơn nữa, các bảng hai mặt không có khung kim loại không yêu cầu nối đất, vì không có tiếp điểm kim loại ở bên ngoài.
• Bảo hành dài hơn. Các tấm pin mặt trời hai mặt thường được bảo hành lâu hơn lên đến 30 năm.

Nhược điểm của tấm pin năng lượng mặt trời hai mặt

• Chi phí ban đầu. Do quá trình sản xuất, các tấm pin mặt trời hai mặt có thể đắt hơn tới so với tấm pin mặt trời một mặt.
• Chi phí lắp đặt. Do các tấm pin mặt trời hai mặt nặng hơn và cần thiết bị chuyên dụng để tận dụng hết lợi ích nên chi phí lắp đặt sẽ cao hơn.

Bạn có thể sử dụng các tấm hai mặt trên mái nhà không?

Các tấm pin mặt trời hai mặt hoạt động tốt nhất khi chúng nằm cách mặt đất khoảng bốn mét. Điều này là do tấm pin càng ở trên cao, thì càng có nhiều ánh sáng phản xạ có thể chiếu vào bên dưới chúng. Vì lý do này, các tấm pin mặt trời hai mặt không phù hợp với môi trường dân cư, nhưng hoạt động tốt trong các trang trại năng lượng mặt trời , hệ thống không nối lưới hoặc thương mại .

Các nhà sản xuất pin mặt trời hai mặt

Có rất nhiều nhà sản xuất tấm pin năng lượng mặt trời hai mặt trên khắp thế giới cung cấp nhiều loại tấm pin mặt trời hai mặt. Các nhà sản xuất Bifacial hiện tại bao gồm: Canadian Solar, Longi , Trina Solar… Tuy nhiên, với sự phổ biến ngày càng tăng, chúng tôi kỳ vọng điều này sẽ tăng lên khi các mô-đun hai mặt trở nên phổ biến hơn.

Xem thêm: Các sản phẩm pin năng lượng mặt trời