Des que la generació d'energia fotovoltaica va començar a aplicar-se a gran escala a les centrals elèctriques, els fabricants han intentat reduir els costos de producció i ampliar la fabricació. Això ha portat al desenvolupament de cèl·lules solars cada cop més grans, des de les primeres mides de 125 mm × 125 mm fins a més de 210 mm × 210 mm. En conseqüència, la potència dels mòduls fotovoltaics bàsics ha augmentat de més de 100 W a més de 700 W.
Tanmateix, amb aquest augment de potència, el pes del mòdul també ha augmentat significativament, arribant aproximadament a 35 kg per mòdul o 12,4 kg/m². Incloent-hi els suports de muntatge, el pes augmenta a uns 16 kg/m². Aquests mòduls pesats plantegen reptes per a la instal·lació en teulades industrials i comercials de grans dimensions, que sovint tenen una capacitat de càrrega limitada. Aquesta limitació impedeix la instal·lació de mòduls tradicionals en aquestes teulades, creant un coll d'ampolla en el desenvolupament de la indústria.
Reptes i innovacions
Per solucionar-ho, la reducció del pes de l'embalatge dels mòduls s'ha convertit en un objectiu clau. Els mòduls flexibles que es puguin adaptar als contorns de diverses superfícies arquitectòniques tenen una gran demanda. Els primers intents van incloure l'aprimament del vidre i l'optimització dels marcs d'aliatge d'alumini. Per exemple, la reducció del gruix del vidre de 3,2 mm a 2,0 mm va disminuir el pes en uns 3 kg/m². Tanmateix, un vidre més prim compromet la resistència dels mòduls, cosa que requereix mides de mòdul més petites per complir els estàndards de fiabilitat, i per tant no resol el problema central.
Els mòduls de gran escala amb embalatge de vidre continuen sent incòmodes per a la instal·lació a la teulada i propensos a trencar-se durant el transport i la construcció, cosa que representa riscos per a la seguretat. Com a resultat, els mòduls amb embalatge de vidre són més adequats per a centrals elèctriques muntades a terra.
La recerca de materials alternatius per substituir el vidre en els envasos de mòduls ha estat contínua. Els materials d'encapsulació lleugers amb un rendiment millorat han fet que els envasos que no són de vidre siguin una solució viable.
Avenços en materials lleugers
Els primers mòduls lleugers utilitzaven pel·lícules de fluoropolímer i plaques posteriors de fibra de vidre com a suport, substituint el vidre. Tot i que eren adequats per a teulades impermeables i flexibles (per exemple, superfícies recobertes de TPU amb muntatge adhesiu), les plaques posteriors encara eren massa gruixudes, deixant un pes del mòdul al voltant de 8 kg/m².
En els darrers anys, els avenços en materials compostos i polímers modificats han aconseguit un rendiment d'encapsulació comparable al vidre. Aquests materials permeten que els mòduls lleugers compleixin els estàndards de la indústria durant una vida útil de 25 anys, proporcionant un rendiment fotovoltaic equivalent als mòduls de vidre. Aquest avenç ha accelerat l'adopció de solucions d'encapsulat sense vidre, especialment per a aplicacions en cobertes, ampliant l'abast de les instal·lacions fotovoltaiques.
