Otkako se proizvodnja fotonaponske energije počela masovno primjenjivati u elektranama, proizvođači su nastojali smanjiti troškove proizvodnje i povećati obim proizvodnje. To je dovelo do razvoja sve većih solarnih ćelija, od ranih dimenzija 125 mm × 125 mm do preko 210 mm × 210 mm. Posljedično, snaga osnovnih fotonaponskih modula porasla je sa 100 W+ na preko 700 W+.
Međutim, s ovim povećanjem snage, težina modula je također značajno porasla, dostigavši približno 35 kg po modulu ili 12,4 kg/m². Uključujući nosače za montažu, težina se povećava na oko 16 kg/m². Tako teški moduli predstavljaju izazov za ugradnju na industrijske i komercijalne krovove velikog raspona, koji često imaju ograničenu nosivost. Ovo ograničenje sprječava ugradnju tradicionalnih modula na takve krovove, stvarajući usko grlo u razvoju industrije.
Izazovi i inovacije
Kako bi se riješio ovaj problem, smanjenje težine pakovanja modula postalo je ključni fokus. Fleksibilni moduli koji se mogu prilagoditi konturama različitih arhitektonskih površina su veoma traženi. Početni pokušaji uključivali su stanjivanje stakla i optimizaciju okvira od aluminijumske legure. Na primjer, smanjenje debljine stakla sa 3,2 mm na 2,0 mm smanjilo je težinu za oko 3 kg/m². Međutim, tanje staklo ugrožava čvrstoću modula, što zahtijeva manje veličine modula kako bi se ispunili standardi pouzdanosti, čime se ne uspijeva riješiti ključni problem.
Veliki moduli sa staklenim kućištem su i dalje nezgrapni za montažu na krov i skloni su lomljenju tokom transporta i izgradnje, što predstavlja sigurnosni rizik. Kao rezultat toga, moduli sa staklenim kućištem su pogodniji za elektrane montirane na zemlji.
Potraga za alternativnim materijalima koji bi zamijenili staklo u pakovanju modula je u toku. Lagani materijali za enkapsulaciju sa poboljšanim performansama učinili su pakovanje bez stakla održivim rješenjem.
Napredak u laganim materijalima
Rani lagani moduli koristili su fluoropolimerne filmove i stražnje ploče od fiberglasa za potporu, zamjenjujući staklo. Iako su bile pogodne za vodootporne i fleksibilne krovove (npr. površine obložene TPU-om s ljepljivom montažom), stražnje ploče su i dalje bile predebele, što je činilo težinu modula oko 8 kg/m².
Posljednjih godina, napredak u kompozitnim materijalima i modificiranim polimerima postigao je performanse enkapsulacije usporedive sa staklom. Ovi materijali omogućavaju laganim modulima da ispune industrijske standarde za 25-godišnji operativni vijek trajanja, pružajući fotonaponske performanse ekvivalentne staklenim modulima. Ovaj proboj ubrzao je usvajanje rješenja za pakiranje bez stakla, posebno za primjenu na krovovima, proširujući opseg fotonaponskih instalacija.
