Kopš fotoelektriskās enerģijas ražošanas sāka plaši izmantot elektrostacijās, ražotāji ir centušies samazināt ražošanas izmaksas un palielināt ražošanas apjomu. Tas ir novedis pie arvien lielāku saules bateriju izstrādes, sākot no sākotnējiem 125 mm × 125 mm izmēriem līdz vairāk nekā 210 mm × 210 mm. Līdz ar to pamata fotoelektrisko moduļu jauda ir palielinājusies no vairāk nekā 100 W līdz vairāk nekā 700 W.
Tomēr, palielinoties jaudai, moduļu svars ir ievērojami pieaudzis, sasniedzot aptuveni 35 kg uz moduli jeb 12,4 kg/m². Ieskaitot montāžas kronšteinus, svars palielinās līdz aptuveni 16 kg/m². Šādi smagi moduļi rada problēmas uzstādīšanai uz lieliem laidumiem paredzētiem rūpnieciskiem un komerciāliem jumtiem, kuriem bieži vien ir ierobežota nestspēja. Šis ierobežojums neļauj uzstādīt tradicionālos moduļus uz šādiem jumtiem, radot šķērsli nozares attīstībai.
Izaicinājumi un inovācijas
Lai risinātu šo problēmu, par galveno uzmanību ir kļuvusi moduļu iepakojuma svara samazināšana. Liels pieprasījums ir pēc elastīgiem moduļiem, kas var pielāgoties dažādu arhitektūras virsmu kontūrām. Sākotnējie mēģinājumi ietvēra stikla retināšanu un alumīnija sakausējuma rāmju optimizēšanu. Piemēram, stikla biezuma samazināšana no 3,2 mm līdz 2,0 mm samazināja svaru par aptuveni 3 kg/m². Tomēr plānāks stikls samazina moduļa izturību, tāpēc ir nepieciešami mazāki moduļu izmēri, lai atbilstu uzticamības standartiem, tādējādi neatrisinot galveno problēmu.
Liela mēroga moduļi ar stikla iepakojumu joprojām ir apgrūtinoši uzstādīšanai uz jumta un viegli lūzt transportēšanas un būvniecības laikā, radot drošības riskus. Tā rezultātā stikla korpusā esošie moduļi ir labāk piemēroti uz zemes montējamām spēkstacijām.
Turpinās alternatīvu materiālu meklēšana stikla aizstāšanai moduļu iepakojumā. Vieglie iekapsulēšanas materiāli ar uzlabotu veiktspēju ir padarījuši iepakojumu bez stikla par dzīvotspējīgu risinājumu.
Vieglo materiālu attīstība
Agrīnie vieglie moduļi balsta veidošanai izmantoja fluorpolimēru plēves un stiklšķiedras pamatnes, aizstājot stiklu. Lai gan tās bija piemērotas ūdensnecaurlaidīgiem un elastīgiem jumtiem (piemēram, ar TPU pārklātām virsmām ar līmējošu stiprinājumu), pamatnes joprojām bija pārāk biezas, kā rezultātā moduļa svars bija aptuveni 8 kg/m².
Pēdējos gados, pateicoties sasniegumiem kompozītmateriālu un modificētu polimēru jomā, ir panākta iekapsulēšanas veiktspēja, kas ir salīdzināma ar stikla iekapsulēšanas veiktspēju. Šie materiāli ļauj vieglajiem moduļiem atbilst nozares standartiem 25 gadu ekspluatācijas laikā, nodrošinot fotoelektrisko veiktspēju, kas ir līdzvērtīga stikla moduļiem. Šis sasniegums ir paātrinājis iepakojuma risinājumu, kas nav izgatavoti no stikla, ieviešanu, jo īpaši jumtu konstrukcijām, paplašinot fotoelektrisko iekārtu darbības jomu.
