El gran rendimiento de los módulos bifaciales se podría ampliar por muchos años con una membrana de vida útil prolongada.
A diferencia de los paneles solares convencionales, los paneles bifaciales captan luz de ambos lados, tanto de la parte superior como de la parte inferior. Cuando se montan encima de superficies altamente reflectantes, su eficiencia puede superar la de módulos regulares. Debido a este beneficio, cada vez hay más paneles bifaciales. Se estima que el aumento de energía que ofrecen los paneles bifaciales varía entre los 20 % y los 35 %. Es evidente que esto depende de la cantidad de luz que reciben de cada lado. Por lo tanto, existen aspectos para considerar en las especificaciones de las membranas cuando se instalan estos módulos en los techos con baja pendiente. El uso de paneles solares bifaciales crece rápidamente, por lo que sería conveniente analizar este tema en profundidad.
Para comprender la importancia de la elección de la membrana, sería conveniente analizar brevemente el diseño de los paneles solares. Los paneles solares convencionales dependen de la superficie posterior reflectante para mejorar la eficiencia, como se observa en este esquema:
Las celdas solares no son altamente eficientes y parte de la energía solar pasa a través de ellas. Si se refleja esa energía de nuevo a través de la celda, la probabilidad de convertirla en energía eléctrica es mayor. La capa reflectante posterior tiene doble función, se compone de aluminio, así que también actúa como colector de la energía que se produce.
Los paneles solares bifaciales cuentan con una película metálica reflectante que continúa en el reverso y tienen un diseño de celda más sofisticado para garantizar que la energía eléctrica se capte con eficiencia. Pueden absorber energía solar de ambos lados con el concepto general que se observa aquí:
Los paneles bifaciales no son igual de eficientes en ambos sentidos, el reverso, por lo general, funciona en aproximadamente el 75 % de lo que se logra en el frente. Es evidente que estos paneles se deberían instalar por encima de las superficies altamente reflectantes, como membranas de techos frescos, como se observa aquí:
La eficiencia general de los módulos bifaciales depende de la cantidad de luz que llegue al reverso. LG,* un fabricante de paneles solares bifaciales, ejemplificó cuánta energía adicional podría producir uno de sus paneles según la superficie que tenga en la parte inferior. El siguiente gráfico de LG permitió sugerir que una membrana blanca podría aumentar la producción de energía en un 26.9 %.
Las membranas de los techos frescos se consideran reflectores difusos en comparación con los espejos que son reflectores especulares. La diferencia se muestra a continuación:
La reflectancia difusa de una membrana para techos tiene el potencial de iluminar la parte inferior de un módulo solar bifacial e impulsar el rendimiento de manera notable.
En la práctica, estos paneles bifaciales se identifican de manera sencilla por la ausencia de una capa plástica en el reverso que se reemplaza con una capa de vidrio, como se observa en este ejemplo:
Fuente: Opsun Systems Inc.
Hay muchos fabricantes de paneles solares bifaciales, entre ellos, Canadian Solar, Jinko Solar, LG, LONGi, Sunpreme, Trina Solar y Yingli Solar.* Para permitir el paso de la luz entre ambos lados, los paneles solares bifaciales tienen vidrio en ambos lados y, por lo tanto, la vida útil puede ser más prolongada. Además, los paneles bifaciales se pueden producir sin marco de aluminio, lo cual puede disminuir el costo de la placa de vidrio adicional.
Como se mencionó anteriormente, el rendimiento de los paneles solares bifaciales depende de la reflectividad del sustrato. En el caso de las membranas para techado termoplástico TPO, por lo general, existen diferencias ínfimas entre las membranas de TPO de los distintos fabricantes en términos de reflectancia inicial. La medida crítica es la reflectancia solar debido a que se trata de luz visible que provee energía que se convierte en electricidad. El Índice de Reflectancia Solar, o SRI, no es apropiado porque incluye un término de emisión que es una medida del calor que irradia desde la superficie.
El Cool Roof Rating Council independiente indica que el TPO EverGuard® de GAF tiene una reflectancia inicial de 0.76, en consonancia con las otras membranas de TPO estándar. La reflectividad de tres años de antigüedad se indica como 0.68, nuevamente en consonancia con otras membranas de TPO. No obstante, EverGuard Extreme® de GAF tiene una reflectividad inicial de 0.83, es decir, 7 puntos de porcentaje por encima del TPO estándar. El valor de tres años de antigüedad se determinó que es de 0.72.
Los valores de la membrana de tres años de antigüedad, con frecuencia, se consideran como representativos de la reflectividad "a largo plazo". No obstante, esta relación se basa en las pruebas estandarizadas y no se tienen en cuenta los problemas específicos del lugar ni las diferencias entre los tipos de membranas. La absorción de suciedad de las membranas se determina por medio de muchos factores, entre ellos, la ubicación, la pendiente del techo y la composición química de la membrana. En este artículo, no se tratará el asunto de la ubicación, aunque es probable que un techo en un área industrializada se ensucie más que un techo similar en un área rural. Hay pruebas significativas de que los techos de una sola capa sin agua estancada se mantienen más limpios que los que tienen un drenaje deficiente. Es probable que los armados de membranas de una sola capa con biselado de poliisocianurato, que permiten un buen drenaje, se mantengan limpios por más tiempo que los techos con pendiente limitada o sin pendiente y con un drenaje deficiente, todo el resto sería igual.
En términos del tipo de membrana de una sola capa, el PVC no contiene plastificantes líquidos que pasen a la superficie, lo cual podría hacer que la membrana tenga una sensación adherente. Según la formulación exacta, el PVC se podría tornar gris con suciedad que no se puede enjuagar fácilmente.
En comparación con el PVC, en las membranas de TPO rara vez se observa adherencia o pegajosidad. La retención de suciedad por largos períodos en las membranas de TPO dependerá del tipo de suciedad (p. ej., polvo en comparación con contaminantes industriales) y la suavidad de la superficie de la membrana. Si se acelera el envejecimiento con la misma prueba de exposición a los rayos UV de la especificación de ASTM D6878 TPO, es posible tener un indicio de los cambios en la morfología de la superficie. Las siguientes imágenes, tomadas con un microscopio de 100X, muestran la superficie de TPO estándar en comparación con EverGuard Extreme® de GAF después de la exposición mayor a cuatro veces los requisitos de ASTM D6878. 
El TPO estándar desarrolló una superficie más rugosa en comparación con la de EverGuard Extreme® de GAF, la cual está formulada para una resistencia superior a los rayos UV y el calor. Esto sugeriría que la retención de suciedad de EverGuard Extreme® de GAF podría ser menor que el TPO estándar y, por lo tanto, podría generar mejor rendimiento cuando se usa junto con los paneles solares bifaciales. Cabe destacar que, la especificación D6878 requiere la inspección de la superficie en un microscopio de 7X, mientras que las imágenes anteriores se tomaron con un aumento de 100X.
En la instalación de Cedar City, Utah de GAF, la membrana EverGuard Extreme® se instaló en un techo más bajo frente al edificio. Como se observa en las siguientes fotografías que se tomaron al mediodía durante el verano en los últimos cinco años, la cantidad de reflejo en la parte superior y la pared adyacente todavía se nota a simple vista.
Las imágenes permiten demostrar la energía del sol que estaría disponible a través del reflejo en los paneles solares bifaciales si se hubieran instalado. Como se observó en NREL, que se muestra en la siguiente imagen, hay variables que se deben considerar cuando se colocan paneles solares bifaciales:
No obstante, dado que se observaron aumentos de energía anuales de aproximadamente 30 - 35 %, cuando se instalaron paneles solares bifaciales sobre sustratos con reflectancia solar de 0.5 - 0.6, entonces una membrana como EverGuard Extreme® de GAF, con posibilidad de mantener una alta reflectancia por un largo período, podría ofrecer una gran ventaja.
En resumidas cuentas, los paneles solares bifaciales pueden aumentar la producción relativa con respecto a una unidad solar tradicional en más del 30 %. Tiene sentido proteger esas mejoras a largo plazo, para ello, elige una membrana diseñada para larga duración que tenga el potencial de resistir mejor la retención de suciedad durante ese tiempo. La opción indicada de membrana es importante para cualquier instalación solar, pero para los paneles bifaciales, es aún más.
*Los nombres comerciales y de las empresas o los productos de las empresas que se mencionan en el presente tienen como fin solo describir los materiales y los productos que figuran. Bajo ningún aspecto estas referencias implican recomendaciones ni respaldo, tampoco significa que los productos particulares son los mejores disponibles para los fines mencionados.
