Otkad se fotonaponska proizvodnja energije počela primjenjivati u velikim razmjerima u elektranama, proizvođači su nastojali smanjiti troškove proizvodnje i povećati proizvodnju. To je dovelo do razvoja sve većih solarnih ćelija, od ranih veličina 125 mm × 125 mm do preko 210 mm × 210 mm. Posljedično, snaga osnovnih fotonaponskih modula povećala se sa 100 W+ na preko 700 W+.
Međutim, s ovim povećanjem snage, težina modula također je značajno porasla, dosegnuvši približno 35 kg po modulu ili 12,4 kg/m². Uključujući nosače za montažu, težina se povećava na oko 16 kg/m². Takvi 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 pakiranja modula postalo je ključni fokus. Fleksibilni moduli koji se mogu prilagoditi konturama različitih arhitektonskih površina vrlo su traženi. Početni pokušaji uključivali su stanjivanje stakla i optimizaciju okvira od aluminijske legure. Na primjer, smanjenje debljine stakla s 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 zadovoljili standardi pouzdanosti, čime se ne uspijeva riješiti ključni problem.
Veliki moduli sa staklenim kućištem još su uvijek nezgrapni za ugradnju na krov i skloni su lomljenju tijekom transporta i gradnje, što predstavlja sigurnosni rizik. Kao rezultat toga, moduli sa staklenim kućištem prikladniji su za elektrane postavljene na tlu.
Potraga za alternativnim materijalima koji bi zamijenili staklo u pakiranju modula je u tijeku. Lagani materijali za enkapsulaciju s poboljšanim performansama učinili su pakiranje bez stakla održivim rješenjem.
Napredak u laganim materijalima
Rani lagani moduli koristili su fluoropolimerne filmove i stražnje ploče od stakloplastike za potporu, zamjenjujući staklo. Iako su bile prikladne za vodootporne i fleksibilne krovove (npr. površine obložene TPU-om s ljepljivom montažom), stražnje ploče su i dalje bile predebele, što je modulu ostavljalo težinu od oko 8 kg/m².
Posljednjih godina, napredak u kompozitnim materijalima i modificiranim polimerima postigao je performanse enkapsulacije usporedive sa staklom. Ovi materijali omogućuju laganim modulima da zadovolje industrijske standarde tijekom 25-godišnjeg operativnog vijeka, 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.
