Jeszcze dekadę temu wydawało się, że w dziedzinie odnawialnych źródeł energii niewiele da się już wymyślić. Panele fotowoltaiczne – te dobrze znane, jednostronne moduły PV – miały swoje ograniczenia, które przyjmowano z pokorą: pochłaniały światło tylko z jednej strony i działały tym lepiej, im mocniej świeciło słońce. Tymczasem na naszych oczach dojrzewa technologia, która zmienia ten schemat. Panele bifacjalne, czyli dwustronne panele fotowoltaiczne, potrafią wykorzystać nie tylko promieniowanie bezpośrednie, ale i światło odbite od podłoża. W efekcie ich wydajność rośnie, a energia elektryczna produkowana jest z obu stron modułu.
Dla inwestorów i instalatorów oznacza to coś więcej niż tylko nowy typ modułów. To krok w stronę bardziej inteligentnej, precyzyjnej fotowoltaiki, w której znaczenie ma już nie tylko kąt nachylenia paneli, ale też rodzaj podłoża, barwa powierzchni czy nawet mikroklimat danego miejsca. Dwustronne panele PV stają się odpowiedzią na rosnące potrzeby farm fotowoltaicznych, dużych dachów przemysłowych i inwestycji, gdzie liczy się każdy procent uzysku energii.
Przyjrzyjmy się zatem bliżej, czym są panele bifacjalne, jak działają i co sprawia, że ich efektywność potrafi być znacznie wyższa niż w przypadku tradycyjnych paneli jednostronnych.
Czym są panele bifacjalne i jak działają?
Na pierwszy rzut oka panel bifacjalny nie różni się wiele od klasycznego modułu PV. Dopiero gdy spojrzymy z tyłu, widać, że zamiast nieprzezroczystej folii pojawia się szkło – przezroczyste, odporne na warunki atmosferyczne i umożliwiające przepływ światła. To właśnie ta konstrukcja sprawia, że ogniwa słoneczne mogą pochłaniać światło z obu stron modułu, co skutkuje wyższą wydajnością i dłuższą żywotnością paneli.
Dwustronne panele fotowoltaiczne generują energię elektryczną nie tylko z promieniowania bezpośredniego, ale też z tego odbitego od powierzchni gruntu, dachu lub innych elementów otoczenia. Promienie słoneczne, które w tradycyjnych panelach PV po prostu się „marnują”, tutaj są wykorzystane ponownie – tylna strona panelu PV działa niczym dodatkowe źródło energii. W sprzyjających warunkach (jasne podłoże, wysoki współczynnik albedo) produkcja prądu może wzrosnąć o 10–20%, a w zimowych miesiącach nawet więcej.
Nie bez znaczenia jest także sama technologia ogniw. Współczesne moduły bifacjalne korzystają z rozwiązań, które jeszcze kilka lat temu istniały tylko w laboratoriach:
- PERC (Passivated Emitter Rear Contact) – poprawia absorpcję światła odbitego i ogranicza straty energii,
- HJT (Heterojunction) – łączy warstwy krzemu krystalicznego i amorficznego, zwiększając sprawność tylnej strony,
- N-type – ogniwa o dodatnim typie przewodnictwa, mniej podatne na degradację,
- Shingled – moduły o konstrukcji dachówkowej, które lepiej znoszą częściowe zacienienie.
W praktyce oznacza to, że energia generowana jest jednocześnie z przedniej i tylnej strony panelu PV, co pozwala osiągnąć większą moc z tej samej powierzchni. Ich zdolność do pracy w zróżnicowanych warunkach – przy śniegu, zachmurzeniu, a nawet rozproszonym świetle – czyni je rozwiązaniem wyjątkowo uniwersalnym.
Dzięki temu panele fotowoltaiczne bifacjalne coraz częściej trafiają nie tylko na farmy fotowoltaiczne, ale też na dachy hal przemysłowych, wiaty samochodowe (carporty) czy nawet fasady nowoczesnych budynków. To symbol nowej generacji fotowoltaiki – bardziej elastycznej, odpornej i nastawionej na maksymalne wykorzystanie energii słonecznej z obu stron modułu.
Budowa i technologia paneli glass-glass
Jeśli tradycyjne moduły PV można porównać do solidnych, ale jednostronnych okien, to panele bifacjalne są niczym szklane tafle, które przepuszczają światło w obie strony, nie tracąc przy tym wytrzymałości. To właśnie konstrukcja typu glass-glass (szkło–szkło) sprawia, że te moduły są bardziej trwałe, odporne i wydajne niż klasyczne rozwiązania z folią od spodu (backsheet).
Każdy panel bifacjalny zbudowany jest z dwóch tafli specjalnego szkła solarnego, pomiędzy którymi umieszczone są ogniwa krzemowe. Szkło to nie jest zwykłym materiałem budowlanym – charakteryzuje się wysoką przezroczystością, odpornością na zarysowania, niepalnością i powłokami hydrofobowymi, które chronią przed zabrudzeniem i wilgocią. Dzięki temu światło słoneczne może docierać do obu stron modułu, a jego energia jest przetwarzana na prąd z większą efektywnością.
Taka konstrukcja daje nie tylko lepsze parametry produkcyjne, ale i wymierne korzyści praktyczne:
- Wyższa odporność na warunki atmosferyczne – panele bifacial dobrze znoszą wilgoć, mróz, sól i amoniak, dlatego świetnie sprawdzają się także w trudnym środowisku, np. w pobliżu wybrzeża lub gospodarstw rolnych.
- Odporność ogniowa klasy A – szkło bifacjalne topi się dopiero w temperaturze powyżej 1000°C, podczas gdy tradycyjne panele z folią EVA ulegają deformacji już przy 250°C.
- Niższy stopień degradacji – podwójne szkło chroni ogniwa przed zjawiskami PID (degradacją indukowaną napięciem) i LID (degradacją świetlną), co przekłada się na dłuższą żywotność paneli.
- Dłuższe gwarancje – najlepsi producenci (np. Jinko Solar, Das Solar, czy Ledvance) oferują nawet 30 lat gwarancji na moc i do 25 lat na produkt.
Tego typu moduły są też estetyczne – przezroczyste szkło pozwala na tworzenie nowoczesnych, wizualnie lekkich konstrukcji. Dlatego coraz częściej znajdują zastosowanie w architekturze użytkowej: w carportach, przeszklonych wiatach, dachach solarnych czy elewacjach typu BIPV (Building Integrated Photovoltaics). Panele z podwójnym szkłem pełnią tam podwójną funkcję – chronią przed deszczem i słońcem, a jednocześnie wytwarzają energię elektryczną.
Nie można jednak pominąć wymagań montażowych. Moduły bifacjalne są cięższe, a ich transport i instalacja wymagają większej ostrożności. Konieczne są dedykowane systemy montażowe, które zapewnią równomierne oświetlenie tylnej strony i zminimalizują ryzyko mikropęknięć. W dużych inwestycjach to standard – panele montują wyłącznie wyspecjalizowane ekipy, często z certyfikatami producenta. Z perspektywy inwestora oznacza to większe bezpieczeństwo i łatwiejsze uzyskanie korzystnych warunków ubezpieczenia instalacji.
Efektywność paneli bifacjalnych – co mówią badania naukowe?
O technologii bifacjalnej można mówić wiele, ale nic nie przemawia tak silnie jak dane z badań. W ostatnich latach przeprowadzono dziesiątki eksperymentów terenowych, które potwierdziły, że dwustronne panele fotowoltaiczne rzeczywiście generują więcej energii niż ich jednostronne odpowiedniki. Co więcej, przewaga ta nie jest teoretyczna – występuje zarówno na farmach fotowoltaicznych, jak i na dachach przemysłowych.
Politechnika Mediolańska – realistyczny test na dachu (Applied Sciences, 2024)
Badanie przeprowadzone w SolarTechLAB w Mediolanie miało jeden cel: sprawdzić, czy panele bifacjalne rzeczywiście działają lepiej w typowych, nieidealnych warunkach – na płaskich dachach z ograniczonym prześwitem i odbiciem światła. Wyniki okazały się imponujące.
Dwustronne moduły typu glass-glass (bifacialność ok. 85%) pracowały średnio 4–8% wydajniej niż dwa różne modele monofacjalne, a przy zachmurzeniu uzyskiwały nawet 15% więcej energii.
Nawet niewielkie poprawki w montażu – usunięcie zacienień czy zastosowanie jasnego podłoża – zwiększały uzysk o kolejne 3–4%. Badacze z Politechniki Mediolańskiej podkreślili, że technologia bifacial przynosi wymierne korzyści również w instalacjach dachowych, gdzie do tej pory panowały klasyczne panele jednostronne.
University of York – efektywność pionowych bifaciali (Scientific Reports, 2024)
Z kolei brytyjscy naukowcy zbadali panele ustawione pionowo – konfigurację, która w teorii miała działać gorzej ze względu na mniejsze nasłonecznienie. Okazało się, że w klimacie umiarkowanym i przy wysokim albedo (białe żwirowe podłoże) pionowe moduły bifacjalne uzyskały 7–12% wyższą dzienną produkcję energii, a zimą nawet +25% względem paneli jednostronnych. Dla północnej Europy, gdzie słońce przez większą część roku świeci pod niskim kątem, to przełomowy wynik.
Kanadyjskie badania terenowe (EPJ Photovoltaics, 2023)
W jeszcze chłodniejszym klimacie Kanady, gdzie podłoże przez wiele miesięcy pokrywa śnieg, efekt bifacjalny był jeszcze bardziej widoczny. Zyski energetyczne sięgały 9–14% średniorocznie, a w okresach zimowych – nawet 18%. Co istotne, temperatura ogniw bifacjalnych była niższa o 2–3°C, co ograniczało straty mocy i poprawiało stabilność produkcji.
Zestawiając wyniki tych badań, widać wyraźnie, że panele fotowoltaiczne typu bifacial są nie tylko obietnicą, ale i praktycznym narzędziem zwiększania efektywności energetycznej. Niezależnie od miejsca montażu – dach, grunt, czy fasada – generowana jednocześnie energia z obu stron modułu pozwala zyskać od 6 do 25% więcej energii rocznie.
To liczby, które trudno zignorować – zwłaszcza w świecie, gdzie każda kilowatogodzina ma znaczenie zarówno dla klimatu, jak i dla rentowności inwestycji.
Czynniki wpływające na wydajność paneli bifacjalnych
Na efektywność paneli bifacjalnych wpływa wiele czynników – od sposobu montażu po otoczenie, w jakim pracują. Największe znaczenie ma albedo, czyli zdolność podłoża do odbijania światła słonecznego. Im jaśniejsza powierzchnia, tym więcej promieni dociera do tylnej strony panelu PV.
Dla porównania:
- śnieg odbija aż 95% światła,
- jasny beton i powierzchnie malowane farbą refleksyjną – 60–80%,
- piasek i żwir – 60%,
- trawa – 10–25%,
- woda – zaledwie 8%.
Wysokie albedo można uzyskać sztucznie – np. stosując białe kruszywo lub specjalne folie odbijające. Często to prosty i tani sposób, by zwiększyć produkcję energii o kilka procent.
Równie ważna jest wysokość montażu. Im większy prześwit między modułem a gruntem, tym więcej światła dociera do tylnej strony. Podniesienie konstrukcji o 40–60 cm może zwiększyć uzysk o 2–4%.
Optymalna orientacja to południe, kąt 30–35° – zapewnia najlepszy bilans między promieniowaniem bezpośrednim i odbitym. Układ pionowy wschód–zachód działa dobrze tylko przy dużych odstępach między panelami, a systemy nadążne (trackery) oferują najwyższe uzyski, ale są kosztowniejsze.
Na efektywność wpływa też temperatura otoczenia – wzrost o 10°C obniża moc paneli o ok. 4%. Tu przewagę daje konstrukcja glass-glass, która lepiej odprowadza ciepło. Nowoczesne technologie, jak HJT czy N-type, poprawiają wyniki także w dni pochmurne, gdy dominuje światło rozproszone.
Gdzie najlepiej sprawdzają się panele bifacjalne?
Panele fotowoltaiczne bifacjalne osiągają najlepsze wyniki w miejscach, gdzie można kontrolować warunki otoczenia i odbicie światła.
Najbardziej oczywistym zastosowaniem są instalacje gruntowe i farmy fotowoltaiczne. Duży prześwit, odpowiedni rodzaj podłoża i brak zacienień sprawiają, że dwustronne moduły mogą generować nawet 20–25% więcej energii niż panele jednostronne.
Coraz częściej technologia bifacial trafia też na dachy przemysłowe – zwłaszcza pokryte jasnymi membranami. Tam światło odbite od powierzchni zwiększa uzysk energii, a montaż pod mniejszym kątem pozwala lepiej rozłożyć obciążenie dachu.
Rosnące znaczenie mają również carporty, wiaty i dachy solarne (BIPV). Przezroczyste szkło bifacjalne umożliwia tworzenie nowoczesnych, estetycznych konstrukcji, które łączą funkcję użytkową z produkcją energii elektrycznej.
Wreszcie – klimat chłodny i śnieżny to środowisko idealne dla bifaciali. W Polsce, Skandynawii czy Kanadzie wysoki współczynnik odbicia zimą sprawia, że uzyski rosną nawet o 30%, a niższa temperatura pracy sprzyja wydajności.
Podsumowując, panele bifacjalne są najbardziej opłacalne tam, gdzie światło odbite nie jest marnowane – na otwartych przestrzeniach, jasnych powierzchniach i w projektach długoterminowych.
Koszt inwestycji i opłacalność
Choć panele bifacjalne są droższe od tradycyjnych modułów PV, ich potencjał produkcyjny potrafi szybko zrekompensować różnicę w cenie. Różnica kosztu zakupu sięga zwykle 10–25%, ale dzięki większej wydajności inwestor zyskuje nawet 15% więcej energii rocznie. W systemach opartych na net-billingu oznacza to skrócenie okresu zwrotu o 1–2 lata w porównaniu z instalacją monofacjalną.
Warto pamiętać, że koszt całkowity nie zależy tylko od ceny paneli. Panele fotowoltaiczne typu bifacial wymagają solidniejszych konstrukcji wsporczych i precyzyjnego montażu, ale za to pozwalają obniżyć jednostkowy koszt wytworzonej energii (LCOE). W farmach fotowoltaicznych oraz dużych instalacjach przemysłowych oznacza to realny wzrost rentowności projektu, szczególnie tam, gdzie zużycie prądu jest wysokie przez cały rok.
Z ekonomicznego punktu widzenia największe korzyści uzyskuje się w sytuacjach, gdy:
- instalacja działa na podłożu o wysokim albedo (jasny beton, żwir, śnieg),
- zużycie własne energii jest duże (np. w zakładach produkcyjnych),
- inwestor planuje eksploatację systemu przez minimum 25–30 lat.
W efekcie wyższy nakład początkowy przekłada się na dłuższą żywotność paneli i stabilniejsze zyski z produkcji energii, co czyni bifaciale rozwiązaniem bardziej „długodystansowym” niż standardowe moduły PV.
Wady i ograniczenia technologii bifacjalnej
Technologia bifacial nie jest pozbawiona słabych punktów. Najbardziej oczywisty to większa waga – szkło z obu stron zwiększa masę modułu o 5–8 kg, co ogranicza możliwość montażu na lekkich dachach.
Drugim problemem są wyższe koszty montażu i transportu. Panele wymagają ostrożnego obchodzenia się, a także dedykowanych systemów mocowań, które nie zacieniają tylnej strony. Nie każda ekipa instalatorów ma też doświadczenie z tą technologią, a błędy montażowe mogą skutkować utratą gwarancji lub obniżeniem efektywności.
Nieco bardziej subtelną wadą jest uzależnienie od otoczenia. W miejscach o niskim albedo lub gęstej zabudowie efekt bifacjalny jest ograniczony – wówczas droższy moduł nie wykorzysta swojego potencjału. Wreszcie, ze względu na większe rozmiary i wagę, panele te mogą wymagać mocniejszych konstrukcji wsporczych, co zwiększa koszt inwestycji.
Podsumowując: bifacjale są technologią o dużych możliwościach, ale wymagają świadomego podejścia – precyzyjnego projektu, dobrego podłoża i profesjonalnego montażu. Tam, gdzie te warunki są spełnione, potrafią odwdzięczyć się znacznie wyższą efektywnością i trwałością, niż tradycyjne panele jednostronne.
Perspektywy rozwoju technologii bifacjalnej
Rynek fotowoltaiki coraz wyraźniej zmierza w stronę rozwiązań bifacjalnych. Jeszcze kilka lat temu były ciekawostką zarezerwowaną dla farm testowych, dziś stanowią ponad połowę nowych instalacji powyżej 1 MW budowanych na świecie. Powód jest prosty: rosnąca moc, dłuższa żywotność paneli i coraz niższy koszt wytworzenia energii z obu stron modułu.
Postęp technologiczny sprawia, że panele bifacjalne stają się nie tylko wydajniejsze, ale i tańsze w produkcji. Największy wpływ mają tu:
- nowe typy ogniw – HJT, TOPCon czy N-type, które zwiększają sprawność tylnej strony nawet do 95%,
- ulepszone powłoki antyrefleksyjne i teksturowane szkło, poprawiające wykorzystanie światła rozproszonego,
- lżejsze konstrukcje aluminiowo-szklane, które pozwalają montować panele także na dachach.
W najbliższych latach kluczowym trendem będzie integracja bifaciali z systemami nadążnymi (trackerami) oraz magazynami energii, co umożliwi ich bardziej równomierną pracę w ciągu dnia. Coraz większe znaczenie zyska też fotowoltaika zintegrowana z budynkami (BIPV) – przejrzyste moduły szklane zastępujące klasyczne elementy fasady lub dachu.
Prognozy BloombergNEF i IEA wskazują, że do 2030 roku bifacjale mogą stanowić nawet 70–80% wszystkich nowych mocy PV, wypierając tradycyjne moduły jednostronne. To nie chwilowa moda, lecz kierunek rozwoju całej branży solarnej.
Panele fotowoltaiczne bifacial – podsumowanie
Panele bifacjalne to jedno z najbardziej obiecujących rozwiązań we współczesnej fotowoltaice. Dzięki konstrukcji glass-glass i wykorzystaniu światła odbitego zyskują 10–25% większą wydajność niż tradycyjne moduły PV, a ich trwałość sięga 30 lat.
Badania przeprowadzone przez Politechnikę Mediolańską, Uniwersytet York i kanadyjskie laboratoria potwierdzają, że zysk energetyczny jest realny w różnych warunkach – od dachów przemysłowych po śnieżne regiony północy. Wysokie albedo, odpowiedni kąt nachylenia i brak zacienień sprawiają, że dwustronne panele fotowoltaiczne stają się najefektywniejszym sposobem pozyskiwania energii słonecznej w dużych projektach.
Choć ich koszt i waga nadal są wyższe, opłacalność inwestycji szybko rośnie – zarówno dzięki spadkowi cen, jak i coraz większej dostępności instalatorów specjalizujących się w tej technologii. Bifacjale to dziś nie eksperyment, lecz nowy standard fotowoltaiki, który łączy trwałość, estetykę i wydajność.
Źródła
- González-Moreno A. i in., Outdoor Performance Comparison of Bifacial and Monofacial Photovoltaic Modules in Temperate Climate and Industrial-like Rooftops, Applied Sciences, 2024.
- Badran G., Dhimish M., Comprehensive Study on the Efficiency of Vertical Bifacial PV Systems: A UK Case Study, Scientific Reports, 2024.
- Experimental Study on Energy Yield and Temperature Behavior of Bifacial PV Modules, EPJ Photovoltaics, 2023.
