Откакто фотоволтаичното производство на енергия започна да се прилага в голям мащаб в електроцентралите, производителите се стремят да намалят производствените разходи и да увеличат мащаба на производството. Това доведе до разработването на все по-големи слънчеви клетки, от ранните размери 125 мм × 125 мм до над 210 мм × 210 мм. Вследствие на това мощността на основните фотоволтаични модули се е увеличила от 100 W+ до над 700 W+.
Въпреки това, с това увеличение на мощността, теглото на модулите също се е увеличило значително, достигайки приблизително 35 кг на модул или 12,4 кг/м². Включително монтажните скоби, теглото се увеличава до около 16 кг/м². Такива тежки модули представляват предизвикателство за монтаж върху големи промишлени и търговски покриви, които често имат ограничена товароносимост. Това ограничение възпрепятства монтажа на традиционни модули върху такива покриви, създавайки пречка в развитието на индустрията.
Предизвикателства и иновации
За да се справи с това, намаляването на теглото на модулните опаковки се превърна в ключов фокус. Гъвкавите модули, които могат да се адаптират към контурите на различни архитектурни повърхности, са с голямо търсене. Първоначалните опити включваха изтъняване на стъклото и оптимизиране на рамките от алуминиева сплав. Например, намаляването на дебелината на стъклото от 3,2 мм на 2,0 мм намали теглото с около 3 кг/м². По-тънкото стъкло обаче компрометира здравината на модулите, което налага по-малки размери на модулите, за да се отговаря на стандартите за надеждност, като по този начин не успява да реши основния проблем.
Големите модули със стъклена опаковка все още са тромави за монтаж на покрив и са склонни към счупване по време на транспортиране и строителство, което представлява риск за безопасността. В резултат на това модулите със стъклена обвивка са по-подходящи за наземни електроцентрали.
Търсенето на алтернативни материали, които да заменят стъклото в опаковките на модулите, е в ход. Леките капсулиращи материали с подобрени характеристики направиха опаковките без стъкло жизнеспособно решение.
Напредък в леките материали
Ранните леки модули използваха флуорополимерни филми и задни плочи от фибростъкло за опора, замествайки стъклото. Въпреки че бяха подходящи за водоустойчиви и гъвкави покриви (напр. повърхности с TPU покритие с лепилен монтаж), задните плочи все още бяха твърде дебели, което правеше теглото на модула около 8 кг/м².
През последните години, напредъкът в композитните материали и модифицираните полимери е довел до постижение на капсулиращи характеристики, сравними със стъклото. Тези материали позволяват на леките модули да отговарят на индустриалните стандарти за 25-годишен експлоатационен живот, осигурявайки фотоволтаична производителност, еквивалентна на стъклените модули. Този пробив ускори приемането на решения за опаковане без стъкло, особено за приложения на покриви, разширявайки обхвата на фотоволтаичните инсталации.
