A indústria fotovoltaica está passando por uma revolução em eficiência e confiabilidade, liderada pelos módulos solares bifaciais de onda dupla (comumente conhecidos como módulos bifaciais de vidro duplo). Essa tecnologia está remodelando a rota técnica e o padrão de aplicação do mercado fotovoltaico global, gerando eletricidade por meio da absorção de energia luminosa de ambos os lados dos componentes, combinando-a com as significativas vantagens de durabilidade proporcionadas pela embalagem de vidro. Este artigo realizará uma análise aprofundada das principais características, do valor prático da aplicação, bem como das oportunidades e desafios que os módulos bifaciais de vidro duplo enfrentarão no futuro, revelando como eles impulsionam a indústria fotovoltaica em direção a maior eficiência, menor custo por quilowatt-hora e maior adaptabilidade a diversos cenários.
Principais características técnicas: um salto duplo em eficiência e confiabilidade
O charme central do módulo bifacial de vidro duplo reside em sua inovadora capacidade de geração de energia. Ao contrário dos módulos tradicionais de um só lado, sua parte traseira pode efetivamente capturar a luz refletida do solo (como areia, neve, telhados de cores claras ou pisos de cimento), trazendo uma geração de energia adicional significativa. Isso é conhecido na indústria como "ganho bifacial". Atualmente, a relação bifacial (a relação entre a eficiência de geração de energia na parte traseira e a na parte frontal) dos produtos convencionais geralmente atinge 85% a 90%. Por exemplo, em ambientes de alta reflexão, como desertos, o ganho na parte traseira dos componentes pode gerar um aumento de 10% a 30% na geração geral de energia. Enquanto isso, esse tipo de componente tem melhor desempenho em condições de baixa irradiação (como dias chuvosos ou início da manhã e final da noite), com um ganho de potência de mais de 2%.
A inovação em materiais e estruturas é a chave para apoiar a geração eficiente de energia. Tecnologias avançadas de bateria (como o TOPCon tipo N) estão impulsionando a potência dos componentes para continuar aumentando, e produtos convencionais entraram na faixa de 670-720 W. Para reduzir a perda de sombreamento frontal e aumentar a eficiência da coleta de corrente, a indústria introduziu designs sem grãos principais (como a estrutura 20BB) e tecnologias de impressão refinadas (como serigrafia em aço). No nível da embalagem, a estrutura de vidro duplo (com vidro na frente e atrás) oferece proteção excepcional, mantendo a atenuação do primeiro ano do componente dentro de 1% e a taxa média de atenuação anual abaixo de 0,4%, o que é muito superior aos componentes tradicionais de vidro único. Para enfrentar o desafio do grande peso dos módulos de vidro duplo (especialmente os de grande porte), surgiu uma solução de folha traseira transparente e leve, permitindo que o peso dos módulos de tamanho 210 fosse reduzido para menos de 25 kg, aliviando significativamente as dificuldades de instalação.
A adaptabilidade ambiental é outra grande vantagem do módulo de vidro duplo com dupla face. Sua robusta estrutura de vidro duplo confere-lhe excelente resistência às intempéries, resistindo eficazmente à atenuação induzida por eletropotencial (PID), raios ultravioleta intensos, impacto de granizo, alta umidade, corrosão por névoa salina e diferenças drásticas de temperatura. Ao estabelecer usinas de demonstração em diferentes zonas climáticas ao redor do mundo (como áreas com muito frio, ventos fortes, altas temperaturas e alta umidade), os fabricantes de componentes estão constantemente verificando suas capacidades de operação estável a longo prazo em ambientes extremos.
Vantagens da aplicação: Impulsionar a melhoria econômica de projetos fotovoltaicos
O valor dos módulos de vidro duplo de dupla face se reflete, em última análise, na viabilidade econômica ao longo de todo o ciclo de vida do projeto, especialmente em cenários de aplicação específicos:
Usinas de energia de grande porte instaladas no solo: Multiplicador de receita em áreas de alta reflexão: Em áreas desérticas, com neve ou com superfícies de cores claras, o ganho de retorno pode reduzir diretamente o custo nivelado de eletricidade (LCOE) do projeto. Por exemplo, em um dos maiores projetos fotovoltaicos da América Latina – a usina de energia “Cerrado Solar” de 766 MW no Brasil – a implantação de módulos de vidro duplo bifacial não só leva a um aumento significativo na geração de energia, como também deve reduzir as emissões de dióxido de carbono em 134.000 toneladas anualmente. A análise de modelos econômicos mostra que, em regiões como a Arábia Saudita, a adoção de módulos bifaciais avançados pode reduzir o LCOE em aproximadamente 5% em comparação com as tecnologias tradicionais, além de economizar custos de equilíbrio do sistema (BOS).
Energia fotovoltaica distribuída: Aproveitando o potencial de telhados e terrenos especiais: Em telhados industriais e comerciais, alta densidade de potência significa instalar sistemas de maior capacidade em uma área limitada, reduzindo assim o custo unitário de instalação. Cálculos mostram que, em projetos de telhados de grande porte, a adoção de módulos bifaciais de alta eficiência pode reduzir significativamente o custo de contratação geral de engenharia (EPC) e aumentar o lucro líquido do projeto. Além disso, em terrenos complexos, como canteiros de obras e altitudes elevadas, a excelente resistência à carga mecânica e à diferença de temperatura dos módulos de vidro duplo os torna uma escolha confiável. Alguns fabricantes já lançaram produtos e soluções de instalação personalizados para ambientes especiais, como altitudes elevadas.
Adaptando-se ao novo mercado de energia: Otimizando a receita com o preço da eletricidade: À medida que o mecanismo de tarifação da eletricidade por horário de uso se torna cada vez mais popular, o preço da eletricidade correspondente ao pico tradicional do meio-dia da geração de energia fotovoltaica pode cair. Os módulos bifaciais, com sua alta relação bifacial e excelente capacidade de resposta à luz fraca, podem gerar mais eletricidade durante a manhã e a noite, quando os preços da eletricidade estão altos, permitindo que a curva de geração de energia se adapte melhor ao período de pico do preço da eletricidade e, assim, aumentando a receita geral.
Status da aplicação: Penetração global e cultivo de cena em profundidade
O mapa de aplicação dos módulos de vidro duplo de dupla face está se expandindo rapidamente em todo o mundo:
A aplicação regionalizada em larga escala tornou-se comum: em regiões com alta irradiação e alta reflexão, como o Deserto do Oriente Médio, o Deserto de Gobi, no oeste da China, e o Planalto Latino-Americano, os módulos de vidro duplo bifacial tornaram-se a escolha preferida para a construção de novas usinas de energia de grande porte montadas no solo. Já em regiões com neve, como o norte da Europa, o recurso de alto ganho da reflexão do componente sob a neve (até 25%) também é totalmente utilizado.
Soluções personalizadas para cenários específicos estão surgindo: o setor demonstra uma tendência de profunda personalização para ambientes de aplicação específicos. Por exemplo, em resposta ao problema de areia e poeira em usinas de energia no deserto, alguns componentes foram projetados com estruturas de superfície especiais para reduzir o acúmulo de poeira, diminuir a frequência de limpeza e os custos de operação e manutenção. No projeto complementar agrofotovoltaico, o módulo bilateral de transmissão de luz é usado no teto da estufa para alcançar a sinergia entre a geração de energia e a produção agrícola. Para ambientes marinhos ou costeiros adversos, foram desenvolvidos componentes de vidro duplo com maior resistência à corrosão.
Perspectivas futuras: inovação contínua e enfrentamento de desafios
O desenvolvimento futuro de módulos de vidro duplo de dupla face é cheio de vitalidade, mas também precisa enfrentar desafios diretamente:
A eficiência continua a aumentar: as tecnologias do tipo N representadas pela TOPCon são atualmente a principal força no aumento da eficiência dos módulos bifaciais. A tecnologia de células tandem de perovskita/silício cristalino, mais disruptiva, demonstrou um potencial de eficiência de conversão superior a 34% em laboratório e deverá se tornar a chave para o salto de eficiência da próxima geração de módulos bifaciais. Ao mesmo tempo, uma relação bifacial superior a 90% aumentará ainda mais a contribuição para a geração de energia no lado reverso.
Ajuste dinâmico do padrão de mercado: A atual participação de mercado de módulos bifaciais está em constante crescimento, mas pode enfrentar mudanças estruturais no futuro. À medida que os módulos de vidro único amadurecem em tecnologias de baixo peso e controle de custos (como os processos LECO para melhorar a resistência à água e o uso de materiais de embalagem mais econômicos), espera-se que sua participação no mercado de coberturas distribuídas aumente. Os módulos de vidro duplo bifaciais continuarão a consolidar sua posição dominante em usinas de energia montadas no solo, especialmente em cenários de alta reflexão.
Principais desafios a serem resolvidos:
Equilíbrio entre peso e custo: O ganho de peso proporcionado pela estrutura de vidro duplo (cerca de 30%) é o principal obstáculo à sua aplicação em larga escala em telhados. As chapas traseiras transparentes têm amplas perspectivas como alternativa leve, mas sua resistência a intempéries, raios UV e água a longo prazo (mais de 25 anos) ainda precisa ser comprovada por mais dados empíricos em ambientes externos.
Adaptabilidade do sistema: A popularização de componentes de grande porte e alta potência exige a atualização simultânea de equipamentos de suporte, como sistemas de suporte e inversores, o que aumenta a complexidade do projeto do sistema e o custo do investimento inicial, além de exigir otimização colaborativa em toda a cadeia industrial.
Horário da publicação: 18/06/2025