Sejak pembangkit listrik fotovoltaik mulai diterapkan secara besar-besaran di pembangkit listrik, para produsen telah berupaya mengurangi biaya produksi dan meningkatkan skala manufaktur. Hal ini telah menyebabkan pengembangan sel surya yang semakin besar, dari ukuran awal 125mm × 125mm hingga lebih dari 210mm × 210mm. Akibatnya, daya modul fotovoltaik dasar telah meningkat dari 100W+ menjadi lebih dari 700W+.
Namun, seiring dengan peningkatan daya, berat modul juga meningkat secara signifikan, mencapai sekitar 35 kg per modul atau 12,4 kg/m². Termasuk braket pemasangan, beratnya meningkat menjadi sekitar 16 kg/m². Modul yang berat seperti ini menimbulkan tantangan untuk pemasangan di atap industri dan komersial dengan bentang lebar, yang seringkali memiliki kapasitas menahan beban yang terbatas. Keterbatasan ini mencegah pemasangan modul tradisional di atap tersebut, sehingga menciptakan hambatan dalam pengembangan industri.
Tantangan dan Inovasi
Untuk mengatasi hal ini, pengurangan berat kemasan modul telah menjadi fokus utama. Modul fleksibel yang dapat beradaptasi dengan kontur berbagai permukaan arsitektur sangat dibutuhkan. Upaya awal melibatkan penipisan kaca dan optimalisasi rangka paduan aluminium. Misalnya, pengurangan ketebalan kaca dari 3,2 mm menjadi 2,0 mm menurunkan berat sekitar 3 kg/m². Namun, kaca yang lebih tipis mengurangi kekuatan modul, sehingga memerlukan ukuran modul yang lebih kecil untuk memenuhi standar keandalan, dan dengan demikian gagal menyelesaikan masalah inti.
Modul skala besar dengan kemasan kaca masih merepotkan untuk pemasangan di atap dan rentan pecah selama transportasi dan konstruksi, sehingga menimbulkan risiko keselamatan. Akibatnya, modul berbalut kaca lebih cocok untuk pembangkit listrik yang dipasang di tanah.
Pencarian material alternatif untuk menggantikan kaca dalam kemasan modul telah berlangsung terus-menerus. Material enkapsulasi ringan dengan kinerja yang ditingkatkan telah menjadikan kemasan non-kaca sebagai solusi yang layak.
Kemajuan dalam Material Ringan
Modul ringan generasi awal menggunakan film fluoropolimer dan pelat belakang fiberglass sebagai penyangga, menggantikan kaca. Meskipun cocok untuk atap kedap air dan fleksibel (misalnya, permukaan berlapis TPU dengan pemasangan perekat), pelat belakangnya masih terlalu tebal, sehingga berat modul tetap sekitar 8 kg/m².
Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan dalam material komposit dan polimer yang dimodifikasi telah mencapai kinerja enkapsulasi yang setara dengan kaca. Material ini memungkinkan modul ringan untuk memenuhi standar industri untuk masa pakai operasional 25 tahun, memberikan kinerja fotovoltaik yang setara dengan modul kaca. Terobosan ini telah mempercepat adopsi solusi pengemasan non-kaca, khususnya untuk aplikasi atap, memperluas cakupan instalasi fotovoltaik.
