Figür 1: Çift taraflı PV panellerin çalışma prensibi
Zeminden arka yüzüne yansıyan ışığı da kullanan yeni nesil çift taraflı fotovoltaik(PV) panellerle birim alandan daha yüksek enerji elde etmek mümkün.
Çift taraflı PV modüller bir süredir piyasada, ancak uygulamaları oldukça az. Bu tip güneş panelleri özellikle gölgelikler gibi binaya entegre fotovoltaik panel (BIPV) uygulamaları için çok uygun. Ayrıca dikey olarak da çalışabildikleri için korkuluk, otoyol veya demir yollarında ses bariyeri ve standart PV modüllerin uygulamasının kısıtlı olacağı benzer yerlerde de kullanılabilirler. Peki çift taraflı PV modüller gelişen PV sektöründe daha büyük pay sahibi olmaya hazır mı?
Çift taraflı modüller dikey olarak ve doğu-batı doğrultusunda yerleştirildiklerinde, optimum açıyla güneye eğik yerleştirilmiş tek taraflı PV modüllere çok yakın seviyelerde enerji üretebilmektedir. Bu durum tasarım ve kurulum aşamalarında daha fazla esneklik sağlar ve kurulum için gerekli alanı en aza indirir.
Çift taraflı PV modül uygulaması (Tokyo Solar Building Materials)
Farklı kurulum şekillerinde çift taraflı modüller bazı avantajlar sağlasa da, en büyük enerji çıktısını yine tek taraflı modüller gibi optimum açıyla güneye bakacak şekilde yerleştirildiklerinde verirler. Bu modüller hem ön, hem de arka yüzeylerinden elektrik üretebildiklerinden enerji çıktıları ön taraftan ve arka taraftan üretilen enerjilerin toplamıdır. Normal modüllerde maksimum enerji çıktısı için modüllere gölge düşmesinin engellenmesi gerektiğini biliyoruz. Çift taraflı PV modüllerde bununla birlikte modülün altında ne olduğu da performansı etkiliyor.
Zeminin Yansıtıcılığı
Çift taraflı fotovoltaik modül uygulaması (Prism Solar Technologies)
Zeminin yansıtıcılığı arttığında modüllerin enerji çıktısı da artmakta. Çift taraflı PV modüllerin performansını artıran anahtar faktörlerden birisi modülün arka yüzüne gelecek ışığı artıran reflektörlerin kullanılmasıdır. Örnek bir uygulamada yapılan testlere göre gri betonun yansıtıcılığı %30 seviyesindeyken beyaz beton yüzeyler için bu değer %80-90 aralığındadır.
Şu anda Japonya’nın Hokkaido şehrinde çift taraflı PV sistemi test ediliyor. Hokkaido Japonya’nın kuzey ucunda yer alan soğuk iklime sahip bir şehir. Bu bölge oldukça fazla kar yağışı almakta. Test sahasında her biri 3 kW gücünde olmak üzere iki adet, 35 derece açıyla güneye eğik yerleştirilmiş sistem bulunmakta. Sistemlerin birisi çim alan üzerine kuruluyken, diğer sistemin zemininde parçalanmış deniz kabukları kullanılmış. Deniz kabukları bölgede bol miktarda bulunduğu ve daha uygun maliyetli olduğu için tercih edilmiş. Kış sezonunda ise kar her iki sistem için de yansıtıcı özellik sağlıyor.
Hokuta çift taraflı PV projesi (PVG Solutions)
Kar mevsiminden yaza kadar toplanan veriye dayanarak, parçalanmış deniz kabuklarının üzerine kurulan sistemin ortalama veriminin (üretilen güneş enerjisinin üretilebilmesi mümkün olan maksimum güç çıktısına oranı) çim zemin üzerine kurulan sisteme göre %13.5, tek taraflı modüllere göreyse %23.6 daha fazla olduğu görülmüştür. Zeminin karla kaplı olduğu şubat ve mart aylarındaysa, çift taraflı modüllerin ortalama verimlerinin tek taraflı modüllere göre %23.9 daha fazla olduğu görülmüştür. Dolayısıyla kar, çift taraflı PV modüller için oldukça iyi bir yansıtıcıdır.
Modülün zeminden yüksekliği ve modülün açısı da arka yüzeye yansıyan ışığı etkilediğinden çift taraflı modüllerin performansını etkiliyor. Modüller zemine çok yakın yerleştirilirse, yansıtıcı yüzey üzerindeki gölge miktarı arttığı için performans düşüyor. Bu nedenle panellerin zeminden mümkün olduğunca yükseltilmesi öneriliyor.
Doğru Uygulamada Daha İyi Fiyat-Performans
Çift taraflı PV modüllerinin fiyatlarıysa konvansiyonel monokristalin modüllere oldukça yakın. Japon üretici Panasonic’in HIT Double model çift taraflı modülleri, normal HIT modüllere göre yalnızca %10 daha pahalı olmasına karşın bu modüllerden %10-30 daha fazla enerji çıktısı sağlayabiliyor. Modüllerin ömrüyse 20 yıldan daha fazla. Dolayısıyla üretilen elektriğin birim maliyeti, PV uygulamaları arasında en düşük seviyeye bu tip modüller ile ulaşıyor.
Çift taraflı PV’de Sektör Büyüyor
Çift taraflı PV modüllerin uygulamaları hız kazanmaya başladı. Bu yıl Hokkaido’da Kuranuma Güneş Projesi(250kW) ve Hokuto Güneş Projesi(1,250kW) devreye alındı. Her iki sistemde de 45 derece açıyla güneye eğik paneller kullanıldı. Bu açı paneller üzerinde biriken kar miktarını azaltmak için, Kitami’deki önceki uygulamadan 10 derece daha fazla. 5320 adet çift taraflı PV modülün kullanıldığı 1250kW’lık Hokuto Güneş Projesi kasım ayı sonunda tamamlandı. Bu iki projenin sahibi Nishiyama Takeda Elektrik, çift taraflı modülleri karlı iklimlerde çok avantaj sağlaması nedeniyle tercih ettiklerini belirtti.
Hokuto Güneş Projesi (PVG Solutions)
