پنل خورشیدی دو طرفه

پنل خورشیدی دو طرفه نه فقط یک نسخه پیشرفته‌تر از پنل‌های سنتی است بلکه نقطه عطفی در مهندسی انرژی خورشیدی به ‌شمار می‌رود. این نوع پنل‌ها به لطف طراحی هوشمندانه خود قادر هستند از هر دو سطح جلو و پشت نور را جذب کرده و به الکتریسیته تبدیل کنند. همین ویژگی باعث شده تا در پروژه‌های متنوع از نیروگاه‌های صنعتی گرفته تا گلخانه‌های خورشیدی مزایای فنی و اقتصادی چشمگیری داشته باشند.

برخلاف تصور رایج تفاوت پنل‌های دو طرفه با پنل‌های معمولی فقط در ظاهر یا قیمت تمام‌ شده نیست. آنچه در عمل تغییر می‌کند بازدهی پنل خورشیدی و پتانسیل بهره ‌برداری در بسترهای بازتابی مانند زمین سفید، سطوح بتنی روشن یا حتی سقف‌های متال شفاف است. در نتیجه انتخاب این پنل‌ها می‌تواند عملکرد سیستم را تا چند ده درصد بهبود دهد .البته به شرط آن‌که نصب و زاویه‌ گذاری هم بهینه انجام شود.

نکته مهمی که اغلب در انتخاب این تکنولوژی نادیده گرفته می‌شود تطابق آن با نوع پروژه است. هر جایی برای نصب پنل خورشیدی دو طرفه مناسب نیست. در این مقاله دقیق بررسی می‌کنیم که این پنل‌ها در چه پروژه‌هایی واقعا به‌ صرفه‌ هستند ، چه زیر ساختی نیاز دارند و چطور باید نصب شوند تا بیشترین خروجی ممکن حاصل شود.

 

 

پنل خورشیدی دو طرفه چیست و چه تفاوتی با پنل‌های معمولی دارد؟

پنل خورشیدی دو طرفه یا همان Bifacial Solar Panel نسل جدیدی از پنل‌ها است که می‌تواند از هر دو طرف نور خورشید را جذب کند. در حالی‌ که پنل‌های معمولی فقط یک سطح فعال دارند. پنل دو طرفه از بازتاب نور از سطح زمین یا هر بستر دیگری هم برای تولید برق استفاده می‌کند. همین مسئله باعث می‌شود که در شرایط مناسب بازدهی آن تا ۳۰٪ بیشتر از پنل‌های سنتی باشد.اما این فقط شروع ماجرا است. تفاوت‌ها عمیق‌تر از ظاهر یا حتی میزان خروجی برق هستند. بیایید دقیقتر ببینیم:

 

تفاوت‌های کلیدی پنل خورشیدی دو طرفه با پنل معمولی

• ساختار فیزیکی و طراحی دو طرفه :در پنل‌های دو طرفه لایه پشت به‌ جای ورقه مات یا فلزی شیشه یا پلی‌ کربن شفاف است. این شفافیت اجازه می‌دهد تا نور عبوری از سطح جلویی یا بازتاب شده از زمین به سطح پشتی سلول‌ها برخورد کرده و دوباره جذب شود.

• افزایش بهره ‌وری در محیط‌های بازتابی: اگر پنل دو طرفه روی سطحی روشن (مثلا بتن سفید یا شن رنگ‌ روشن) نصب شود نور بیشتری به سمت پشت پنل باز می‌گردد و باعث می‌شود بازدهی پنل خورشیدی به‌ طور ملموسی افزایش یابد.

• زاویه نصب متفاوت: پنل‌های دو طرفه باید با دقت خاصی زاویه ‌گذاری شوند. چرا که هم نور مستقیم و هم نور بازتابی مهم‌ هستند. این یعنی ارتفاع پایه‌ها ، فاصله از زمین و حتی رنگ سطح زیر پنل روی عملکرد آن تاثیر مستقیم دارد.

• ماژول‌های بدون فریم یا فریم نازک :بیشتر مدل‌های دو طرفه از طراحی بدون فریم یا فریم نازک استفاده می‌کنند تا نور بازتاب‌ شده روی لبه‌ها سایه نیندازد و جذب نور از پشت مختل نشود.

 

مزایای عملکردی پنل خورشیدی دو طرفه

• تولید بیشتر در طول روز: در ساعات میانی روز که نور خورشید عمود میتابد پنل‌های دو طرفه عملکرد فوق ‌العاده‌ای دارند چون علاوه بر تابش مستقیم مقدار زیادی نور بازتابی نیز دریافت می‌کنند.

• مناسب برای مناطق پرنور با زمین‌های بازتابی: در پروژه‌هایی که سطح زمین روشن یا بازتابنده است (مثلا بیابان‌ها، پشت ‌بام‌های سفید، پارکینگ‌های خورشیدی) بازدهی این پنل‌ها به ‌شکل قابل ‌توجهی بالاتر می‌رود.

• طول عمر بالاتر به ‌دلیل طراحی شیشه-شیشه: بیشتر پنل‌های دو طرفه دارای طراحی glass-glass  هستند که مقاومت بیشتری در برابر رطوبت، گرد و غبار و تغییرات دمایی دارند. این موضوع به ‌ویژه در پروژه‌های صنعتی و بزرگ مقیاس اهمیت دارد.

 

 

 

در چه شرایطی نصب پنل خورشیدی دو طرفه توجیه اقتصادی دارد؟

انتخاب پنل خورشیدی دو طرفه انتخابی صرفا تکنولوژیک نیست. این تصمیم باید مبتنی بر تحلیل دقیق شرایط محیطی، ساختاری و اقتصادی پروژه باشد. اگرچه این پنل‌ها از لحاظ هزینه اولیه اندکی بالاتر از پنل‌های سنتی هستند اما در برخی موقعیت‌ها میزان انرژی تولید شده و بازده سرمایه به‌ گونه‌ای افزایش می‌یابد که اختلاف قیمت اولیه کاملا جبران شده و حتی سودآور می‌شود.در این بخش به بررسی دقیق عواملی می‌پردازیم که تعیین می‌کنند آیا استفاده از پنل خورشیدی دو طرفه در یک پروژه مشخص از نظر اقتصادی و مهندسی قابل ‌توجیه است یا خیر.

 

۱.ویژگی‌های سطح زیر پنل نقش کلیدی در بهره ‌وری دو طرفه

• بسترهای روشن و بازتابی : پنل‌های دو طرفه زمانی عملکرد مطلوب دارند که در مجاورت سطوحی با ضریب بازتاب بالا نصب شوند. بسترهایی مانند بتن سفید، شن روشن، سنگ‌ فرش‌های رنگ ‌روشن یا سقف‌های فلزی سفید می‌توانند با بازگرداندن نور به سطح پشتی پنل میزان تولید انرژی را بین ۱۰ تا ۳۰ درصد افزایش دهند.
• بسترهای تیره یا جذب‌ کننده نور: در مقابل سطوحی مانند آسفالت تیره، خاک مرطوب یا چمن‌های انبوه که توانایی انعکاس نور را ندارند تاثیر چندانی در بهبود بازدهی پشت پنل ندارند. در این شرایط هزینه مازاد برای خرید پنل دو طرفه ممکن است بازده اقتصادی مناسبی نداشته باشد.

۲.ارتفاع نصب و زاویه تابش، تنظیمات فنی حیاتی

• فاصله پنل از سطح زمین: برای استفاده بهینه از بازتاب نور پنل باید با فاصله مشخصی از سطح نصب شود. معمولا فاصله‌ای حدود یک تا یک ‌و نیم متر توصیه می‌شود تا فضای کافی برای تابش و بازتاب موثر وجود داشته باشد.
• زاویه نصب: زاویه پنل باید به ‌گونه‌ای تعیین شود که هم نور مستقیم آفتاب را به ‌خوبی جذب کند و هم اجازه دهد نور بازتابی به سطح پشتی برسد. نصب در زاویه‌های بسیار کم یا ثابت بدون در نظر گرفتن رفتار نور در ساعات مختلف روز می‌تواند ظرفیت بالقوه پنل را کاهش دهد.

۳.مقیاس پروژه و اهمیت بهینه‌سازی تولید

• پروژه‌های مگاواتی و صنعتی: در پروژه‌هایی با مقیاس بزرگ مانند نیروگاه‌ خورشیدی صنعتی هر درصد بهبود در عملکرد بازگشت سرمایه قابل‌ توجهی ایجاد می‌کند. استفاده از پنل‌های دوطرفه در چنین پروژه‌هایی به ‌ویژه در مناطقی با بستر روشن به‌ عنوان یک انتخاب استراتژیک در نظر گرفته می‌شود.
• پشت ‌بام‌های صنعتی با سطوح بازتابی: در فضاهایی نظیر سقف کارخانه‌ها، سوله‌های فلزی یا پارکینگ‌های خورشیدی با رنگ‌های روشن نصب پنل‌های دو طرفه امکان افزایش ظرفیت تولید در مساحت محدود را فراهم می‌کند.

۴. پروژه‌هایی با محدودیت فضا و نیاز به تراکم تولید

در مکان‌هایی که محدودیت فیزیکی برای گسترش مساحت نصب وجود دارد مانند گلخانه‌ها یا پشت ‌بام‌های کوچک پنل دو طرفه با استفاده از هر دو سطح خود تولید بیشتری را در فضای محدود امکان‌ پذیر می‌سازد. این ویژگی مخصوصا در پروژه‌های با بازگشت انرژی در واحد سطح اهمیت بالایی دارد.

۵. توانایی نگهداری و نظافت منظم

سطح پشتی پنل‌های دو طرفه نیازمند پاک‌ سازی منظم برای حفظ عملکرد بهینه است. در پروژه‌هایی که سیستم نگهداری اصولی وجود دارد و امکان نظافت دوره‌ای سطوح فراهم است عملکرد پایدار پنل در طول زمان تضمین می‌شود. در مقابل در فضاهای آلوده یا با دسترسی دشوار به سطح پشتی این نوع پنل ممکن است به پتانسیل واقعی خود نرسد.

 

 

مقایسه بازدهی پنل‌های دو طرفه در پروژه‌های واقعی با پنل‌های معمولی

پنل خورشیدی دو طرفه به‌ دلیل توانایی جذب نور از هر دو سمت در برخی پروژه‌ها عملکردی فراتر از انتظار دارد اما این مزیت وابسته به پارامترهای متعددی است که در ادامه تحلیل می‌کنیم.

 

۱.مزرعه خورشیدی با بستر شنی روشن

در پروژه‌ای آزمایشی در جنوب اسپانیا دو ردیف پنل یکی معمولی و یکی دو طرفه در شرایط یکسان نصب شدند. تفاوت اصلی در بستر نصب بود که با شن سفید رنگ پوشیده شده بود.

نتیجه: پنل دو طرفه به ‌طور میانگین ۱۸٪ انرژی بیشتر نسبت به پنل‌های سنتی در همان منطقه تولید کرد. این اختلاف در تابستان و در ساعات میانی روز به بیش از ۲۵٪ نیز رسید.

تحلیل:در مناطق گرم و پر نور با سطح زمین بازتابنده پنل‌های دو طرفه نه‌ تنها منطقی بلکه کاملا توجیه ‌پذیر از نظر اقتصادی هستند.

۲.پشت ‌بام صنعتی با پوشش متال سفید

در یک کارخانه در ترکیه روی سقف فلزی با پوشش سفید براق پنل‌های دو طرفه نصب شدند و با سیستم مشابهی از پنل‌های مونوکریستال مقایسه شدند.

تیجه:بازده روزانه پنل دو طرفه به ‌طور میانگین ۱۳٪ بیشتر از پنل معمولی بود. این در حالی بود که هر دو پنل از نظر نوع سلول (mono PERC) یکسان بودند.

تحلیل:سقف‌های روشن صنعتی بسترهای مناسبی برای استفاده از پنل دو طرفه هستند مخصوصا زمانی‌ که زاویه نصب بهینه باشد و نور بازتابی کنترل ‌شده به سطح پشتی برخورد کند.

۳.زمین تیره با پوشش گیاهی یا خاک مرطوب

در پروژه‌ای واقع در نواحی شمالی با خاک تیره و پوشیده از علف هیچگونه بستر بازتابی زیر پنل‌ها تعبیه نشده بود. هر دو نوع پنل (معمولی و دو طرفه) در ارتفاع مشابه و زاویه مساوی نصب شدند.

تیجه:تفاوت در خروجی برق کمتر از ۵٪ گزارش شد که در بازه آماری خطای طراحی نیز قرار می‌گرفت.

تحلیل:در چنین شرایطی انتخاب پنل دو طرفه مقرون ‌به ‌صرفه نیست. هزینه بالاتر در مقابل افزایش اندک تولید بازگشت سرمایه مناسبی ایجاد نمی‌کند.

تیجه‌گیری فنی و کاربردی

• اگر پروژه روی بستر بازتابی روشن و خشک اجرا شود پنل دو طرفه می‌تواند تا ۳۰٪ تولید انرژی بیشتری نسبت به پنل‌های معمولی داشته باشد.
• اگر محل نصب دارای محدودیت‌های فیزیکی (مثل نزدیکی به زمین، بستر تیره، زاویه نامناسب) باشد استفاده از پنل‌های سنتی همچنان گزینه‌ای قابل دفاع است.
• بازدهی پنل دو طرفه به‌ شدت وابسته به طراحی مهندسی محل، نگهداری و شرایط محیطی است.

 

 

نکات اجرایی نصب پنل خورشیدی دوطرفه: زاویه، ارتفاع و بستر بازتابی

عملکرد پنل خورشیدی دو طرفه فقط به فناوری سلول‌های آن وابسته نیست. بلکه نحوه‌ نصب، نوع بستر و حتی جزئیاتی مثل سایه ‌زنی لبه‌ها می‌تواند تولید انرژی را به‌ طور محسوسی تغییر دهد. خیلی وقت‌ها دیده شده که پنل دو طرفه با مشخصات فنی عالی فقط به‌ دلیل اجرای اشتباه حتی از پنل‌های معمولی هم خروجی کمتری داشته است. در این بخش قدم ‌به ‌قدم سراغ مهمترین نکات اجرایی می‌رویم :

 

۱. ارتفاع مناسب از سطح زمین 

پنل‌های دو طرفه برای جذب نور بازتاب‌ شده از زمین نیاز دارند که فاصله مشخصی از سطح زیرین داشته باشند.

توصیه مهندسی: ارتفاع نصب نباید کمتر از ۱ تا ۲۵ متر از سطح زمین باشد. این فاصله باعث می‌شود بازتاب نور از بستر بدون مزاحمت به پشت پنل برسد. ارتفاع پایین‌تر نور بازتابی را خفه می‌کند و بهره‌ وری سطح پشتی را به ‌شدت کاهش می‌دهد.

نکته اجرایی: در پروژه‌های سقفی یا پارکینگ‌های خورشیدی ارتفاع گاهی محدود است. در این حالت تنها زمانی استفاده از پنل دو طرفه منطقی است که سطح زیر روشن و براق باشد تا بازتاب کافی ایجاد کند.

۲.زاویه نصب و جهت‌گیری دقیق

زاویه تابش نور خورشید و نحوه برخورد آن به هر دو سطح پنل یکی از تعیین‌ کننده‌ترین فاکتورها در بازدهی پنل خورشیدی دو طرفه است.

زاویه ایده‌آل: زاویه باید طوری انتخاب شود که پنل در طول روز هم نور مستقیم خورشید را از جلو جذب کند و هم اجازه دهد نور بازتابی از سطح زمین به پشت آن برسد. این زاویه بسته به موقعیت جغرافیایی محل نصب و فصل متغیر است اما اغلب بین ۲۵ تا ۴۵ درجه تنظیم می‌شود.

جهت‌گیری: در نیم‌ کره شمالی پنل باید رو به جنوب باشد و در نیم‌ کره جنوبی رو به شمال . اما در پنل‌های دو طرفه بازتاب از سمت عقب هم مهم است. پس فضای پشت پنل هم باید آزاد و بدون مانع باشد.

۳. انتخاب بستر بازتابی مناسب :

بستر زیر پنل خورشیدی دو طرفه یکی از موثرترین عوامل در افزایش بازدهی سطح پشتی پنل است. اگر نور بازتابی به‌ درستی مدیریت شود انرژی اضافی تولیدی بسیار ارزشمند خواهد بود.

گزینه ‌های بازتابی موثر:

• بتن سفید یا رنگ‌های روشن
• شن یا ماسه روشن
• سنگ‌ فرش‌های بازتابی
• سقف‌های فلزی سفید یا نقره‌ای
• پوشش‌های خاص (مانند ژئوتکستایل سفید)

از چه چیزهایی پرهیز شود؟

• خاک مرطوب یا تیره
• چمن‌های متراکم
• آسفالت سیاه یا سطوح جذب ‌کننده نور
• فضاهایی با برگ‌ ریزان شدید یا گرد و غبار زیاد

۴. توجه به سایه‌ ها و سازه ‌های جانبی

در پنل‌های خورشیدی معمولی سایه فقط روی سطح جلویی تاثیر می‌گذارد اما در پنل‌های دو طرفه هر چیزی که نور بازتابی را مسدود کند هم بازدهی را کاهش می‌دهد.

سایه‌های ناخواسته:

• پایه‌های سنگین یا عریض
• قاب‌ های ضخیم
• سیستم ‌های کابلی که از زیر عبور می‌کنند
• گیاهان بلند یا تجهیزات اطراف

برای حفظ بهره ‌وری طراحی سازه باید مینیمال، بدون قاب ضخیم و با حداقل اشغال فضای زیر پنل باشد.

۵.تمیز نگه داشتن هر دو سطح پنل

سطح پشتی پنل هم به اندازه سطح جلویی نیاز به پاکیزگی دارد. گرد و غبار، گل ‌و لای یا برگ ‌های خشک می‌توانند مانع جذب نور از پشت شوند.

پیشنهاد اجرایی:سیستم نگهداری دوره‌ای برای هر دو سطح پنل تعریف شود. در پروژه‌هایی که دسترسی به سطح پشتی دشوار است تمهیدات خاصی مثل استفاده از پنل‌هایی با خاصیت خود تمیز شونده می‌تواند مفید باشد.

جمع‌بندی :اگر در اجرای پروژه به ارتفاع نصب، زاویه‌ گذاری دقیق، بستر بازتابی، مدیریت سایه و نگهداری صحیح توجه شود پنل خورشیدی دو طرفه می‌تواند نه‌ تنها از نظر فنی بلکه از نظر اقتصادی هم انتخابی هوشمندانه و پربازده باشد. اما بدون رعایت این نکات همین پنل می‌تواند مثل یک خودروی اسپرت در ترافیک گیر کند.

 

 

بررسی کاربرد پنل خورشیدی دوطرفه در مصارف صنعتی، کشاورزی و مسکونی

پنل خورشیدی دو طرفه برخلاف پنل‌های سنتی نه ‌تنها سطح جلویی را برای جذب نور به کار می‌گیرد بلکه از پشت پنل نیز انرژی خورشید را دریافت می‌کند. این ویژگی باعث شده در برخی پروژه‌ها تا ۳۰٪ افزایش راندمان مشاهده شود. اما این نوع پنل در هر پروژه‌ای به یک شکل عمل نمی‌کند. شرایط محیطی، نوع مصرف، طراحی فضا و حتی رفتار سایه‌ها در تعیین کارایی نهایی نقش دارند. در این بخش کاربرد پنل خورشیدی دو طرفه را در سه حوزه‌ مهم بررسی می‌کنیم:

 

۱. استفاده از پنل خورشیدی دوطرفه در پروژه‌های صنعتی

در پروژه‌های صنعتی مساحت‌ گسترده و بام‌های صاف یا شیروانی‌های بزرگ بستر مناسبی برای بهره‌گیری از پنل خورشیدی دو طرفه فراهم می‌کنند. اما آنچه پنل دو طرفه را در صنعت ارزشمند می‌کند امکان نصب در ارتفاع و با فاصله از سطح است. یعنی میتوان سطح زیر پنل‌ها را بازتابنده طراحی کرد و از نور بازگشتی نیز انرژی گرفت.

نکات مهم در کاربرد صنعتی:

• استفاده از سطوح با رنگ روشن یا پوشش بازتابی برای افزایش راندمان پشت پنل‌ها.
• مناسب‌ بودن برای نیروگاه‌های پشت‌ بامی، انبارهای صنعتی یا کارخانه‌هایی با فضای زیاد و بدون سایه.
• امکان پایش و کنترل بازدهی به‌ صورت لحظه‌ای با سیستم‌های مانیتورینگ دقیق.

۲.پنل خورشیدی دو طرفه در زمین‌های کشاورزی

در کشاورزی مفهومی به نام AgriPV  یا کشاورزی خورشیدی مطرح است. یعنی ترکیب همزمان تولید برق و کشت محصول. برای پنل خورشیدی در کشاورزی ، پنل‌های دو طرفه به دلیل امکان نصب روی سازه‌های مرتفع و نیمه ‌شفاف باعث عبور بخشی از نور به سطح زمین می‌شوند و همزمان از نور بازتابیده از خاک یا گیاهان نیز بهره می‌گیرند.

مزیت ‌های کلیدی در کشاورزی:

• کاهش تبخیر خاک با ایجاد سایه جزئی و درعین ‌حال حفظ فتوسنتز.
• افزایش بازدهی انرژی به‌ واسطه انعکاس نور از پوشش گیاهی یا خاک مرطوب.
• امکان استفاده از سازه‌های متحرک برای تنظیم زاویه و سایه در فصول مختلف.

۳.استفاده از پنل خورشیدی دو طرفه در خانه‌ها و ساختمان‌های مسکونی

در خانه‌ها استفاده از پنل خورشیدی دو طرفه در صورتی منطقی است که شرایط خاصی فراهم باشد. مثلا در ساختمان‌های ویلایی با حیاط بزرگ یا روف‌ گاردن‌های بدون سایه. طراحی خلاقانه مثل سایه‌ بان‌های خورشیدی یا پنل‌های شیشه‌ای دو طرفه در نما به ‌صورت همزمان انرژی تولید می‌کند و زیبایی بصری نیز دارد.

نکاتی که باید در پروژه‌های مسکونی در نظر گرفت:

• میزان نور بازتابی از کف حیاط یا بام باید کافی باشد (مثلا با کف ‌سازی روشن).
• در خانه‌هایی با روف‌ گاردن پنل می‌تواند نقش سقف یا آلاچیق را بازی کند.
• پنل‌های دو طرفه در پنجره‌ها یا نماهای شیشه‌ای می‌توانند جایگزین مصالح سنتی شوند.

 

 

معرفی شمیم اندیشه و ارتباط با شمیم اندیشه

شرکت شمیم اندیشه با بیش از دو دهه تجربه در اجرای پروژه‌های زیر ساختی اکنون به عنوان یکی از پیشگامان حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر خدماتی جامع و تخصصی در زمینه طراحی، فروش و اجرای انواع پنل خورشیدی ارائه می‌دهد. تیم فنی شمیم اندیشه متشکل از متخصصان با‌تجربه، متعهد و آگاه به جدیدترین استانداردهای جهانی است و تمامی پروژه‌ها را از مرحله مشاوره رایگان تا طراحی دقیق تامین تجهیزات اصلی اجرای کامل و خدمات پس از فروش با بالاترین سطح کیفیت و گارانتی فنی به انجام می‌رساند. این شرکت همچنین با شناخت کامل از فرآیندهای قانونی کلیه مراحل اخذ مجوزهای لازم برای نصب سامانه‌های انرژی خورشیدی را از ابتدا تا انتها در کمترین زمان ممکن و با کمترین دغدغه برای کارفرما انجام می‌دهد. شمیم اندیشه با تکیه بر دانش روز تجهیزات اصلی و پشتیبانی همه‌ جانبه انتخابی هوشمندانه برای تمامی فعالان صنعتی، کشاورزی و مسکونی در مسیر تحول انرژی است.

 

برای ارتباط با شمیم اندیشه و دریافت مشاوره‌های فنی اطلاعات بیشتر یا سفارش تجهیزات می‌توانید از طریق راه‌های ارتباطی زیر اقدام کنید:

∴شماره تماس: ۱۲-۴۴۰۷۱۰۱۱(۰۲۱)

∴ایمیل: shamim@shamimco.com

∴وب سایت :www.shamimco.com

∴شبکه های اجتماعی : از طریق شماره ۰۹۳۹۴۱۲۱۰۰۲ با ما در ارتباط باشید.