Nuo tada, kai fotovoltinė energija pradėta plačiai naudoti elektrinėse, gamintojai siekė sumažinti gamybos sąnaudas ir didinti gamybos mastą. Dėl to buvo kuriami vis didesni saulės elementai – nuo ankstyvųjų 125 mm × 125 mm dydžių iki daugiau nei 210 mm × 210 mm. Dėl to pagrindinių fotovoltinių modulių galia padidėjo nuo 100 W+ iki daugiau nei 700 W+.
Tačiau padidėjus galiai, modulių svoris taip pat gerokai išaugo ir pasiekė maždaug 35 kg vienam moduliui arba 12,4 kg/m². Įskaitant tvirtinimo laikiklius, svoris padidėja iki maždaug 16 kg/m². Tokie sunkūs moduliai kelia iššūkių juos montuojant ant didelių pramoninių ir komercinių stogų, kurių laikomoji galia dažnai yra ribota. Šis apribojimas neleidžia montuoti tradicinių modulių ant tokių stogų ir sukuria kliūtį pramonės plėtrai.
Iššūkiai ir inovacijos
Siekiant tai išspręsti, pagrindiniu tikslu tapo modulių pakuočių svorio mažinimas. Labai paklausūs yra lankstūs moduliai, kurie gali prisitaikyti prie įvairių architektūrinių paviršių kontūrų. Iš pradžių buvo bandoma ploninti stiklą ir optimizuoti aliuminio lydinio rėmus. Pavyzdžiui, sumažinus stiklo storį nuo 3,2 mm iki 2,0 mm, svoris sumažėjo maždaug 3 kg/m². Tačiau plonesnis stiklas mažina modulio stiprumą, todėl norint atitikti patikimumo standartus, reikia mažesnių modulių dydžių, todėl pagrindinė problema neišsprendžiama.
Didelio masto moduliai su stiklinėmis pakuotėmis vis dar yra nepatogūs montuoti ant stogų ir lengvai dūžta transportavimo bei statybos metu, todėl kelia pavojų saugai. Todėl stiklu dengti moduliai geriau tinka ant žemės montuojamoms elektrinėms.
Nuolat ieškoma alternatyvių medžiagų stiklui pakeisti modulių pakuotėse. Lengvos, pagerintų savybių kapsulių medžiagos pavertė ne stiklines pakuotes perspektyviu sprendimu.
Lengvųjų medžiagų pažanga
Ankstyvieji lengvieji moduliai naudojo fluoropolimerines plėveles ir stiklo pluošto plokštes atramoms, pakeisdami stiklą. Nors plokštės tiko vandeniui atspariems ir lankstiems stogams (pvz., TPU dengtiems paviršiams su klijų tvirtinimu), jos vis tiek buvo per storos, todėl modulio svoris buvo apie 8 kg/m².
Pastaraisiais metais kompozicinių medžiagų ir modifikuotų polimerų srityje pasiekta stiklo hermetizavimo savybė. Šios medžiagos leidžia lengviems moduliams atitikti pramonės standartus, užtikrinančius 25 metų eksploatavimo laiką, užtikrinant fotovoltines savybes, lygiavertes stiklo moduliams. Šis proveržis paspartino ne stiklo pakavimo sprendimų, ypač skirtų stogams, diegimą, išplėsdamas fotovoltinių įrenginių taikymo sritį.
