Siitä lähtien, kun aurinkosähkön tuotantoa alettiin soveltaa laajamittaisesti voimalaitoksissa, valmistajat ovat pyrkineet alentamaan tuotantokustannuksia ja laajentamaan valmistusta. Tämä on johtanut yhä suurempien aurinkokennojen kehittämiseen, alkuaikojen 125 mm × 125 mm:n koosta yli 210 mm × 210 mm:n kokoon. Tämän seurauksena perusaurinkopaneelien teho on noussut yli 100 W:sta yli 700 W:iin.
Tehon kasvun myötä myös moduulien paino on kuitenkin noussut merkittävästi ja on nyt noin 35 kg moduulia kohden eli 12,4 kg/m². Kiinnitystelineet mukaan lukien paino nousee noin 16 kg/m²:iin. Tällaiset raskaat moduulit asettavat haasteita asennettaviksi suurille teollisuus- ja liikerakennusten katoille, joiden kantavuus on usein rajallinen. Tämä rajoitus estää perinteisten moduulien asentamisen tällaisille katoille ja luo pullonkaulan alan kehitykselle.
Haasteet ja innovaatiot
Tämän ratkaisemiseksi moduulipakkausten painon vähentämisestä on tullut keskeinen painopiste. Joustaville moduuleille, jotka mukautuvat erilaisten arkkitehtonisten pintojen muotoihin, on suuri kysyntä. Alkuperäisiin yrityksiin kuului lasin ohentaminen ja alumiiniseosrunkojen optimointi. Esimerkiksi lasin paksuuden pienentäminen 3,2 mm:stä 2,0 mm:iin vähensi painoa noin 3 kg/m². Ohuempi lasi kuitenkin heikentää moduulien lujuutta, mikä edellyttää pienempiä moduulikokoja luotettavuusstandardien täyttämiseksi, mikä ei ratkaise ydinongelmaa.
Lasikoteloitujen suurikokoisten moduulien katolle asennus on edelleen hankalaa, ja ne ovat alttiita rikkoutumiselle kuljetuksen ja rakentamisen aikana, mikä aiheuttaa turvallisuusriskejä. Tämän seurauksena lasikoteloidut moduulit sopivat paremmin maahan asennettaviin voimalaitoksiin.
Vaihtoehtoisten materiaalien etsintä lasin korvaamiseksi moduulipakkauksissa on jatkunut. Kevyet ja suorituskykyiset kapselointimateriaalit ovat tehneet lasittomista pakkauksista käyttökelpoisen ratkaisun.
Kevyiden materiaalien kehitys
Varhaisissa kevyissä moduuleissa käytettiin fluoropolymeerikalvoja ja lasikuituisia taustalevyjä tukena lasin tilalla. Vaikka taustalevyt sopivat vedenpitäville ja joustaville katoille (esim. TPU-pinnoitetuille pinnoille liimakiinnityksellä), ne olivat silti liian paksuja, minkä vuoksi moduulien painoksi jäi noin 8 kg/m².
Viime vuosina komposiittimateriaalien ja modifioitujen polymeerien kehitys on saavuttanut lasin tasoisen kapselointitehon. Näiden materiaalien ansiosta kevyet moduulit täyttävät alan standardit 25 vuoden käyttöiälle ja tarjoavat lasimoduuleja vastaavan aurinkosähkötehon. Tämä läpimurto on nopeuttanut lasittomien pakkausratkaisujen käyttöönottoa erityisesti kattoasennuksissa, mikä laajentaa aurinkosähköasennusten laajuutta.
