De când generarea de energie fotovoltaică a început să fie aplicată la scară largă în centralele electrice, producătorii au căutat să reducă costurile de producție și să extindă producția. Acest lucru a dus la dezvoltarea unor celule solare din ce în ce mai mari, de la dimensiunile inițiale de 125 mm × 125 mm la peste 210 mm × 210 mm. În consecință, puterea modulelor fotovoltaice de bază a crescut de la peste 100 W la peste 700 W.
Totuși, odată cu această creștere a puterii, greutatea modulelor a crescut semnificativ, ajungând la aproximativ 35 kg per modul sau 12,4 kg/m². Incluzând consolele de montare, greutatea crește la aproximativ 16 kg/m². Astfel de module grele prezintă provocări pentru instalarea pe acoperișuri industriale și comerciale de mare deschidere, care au adesea o capacitate portantă limitată. Această limitare împiedică instalarea modulelor tradiționale pe astfel de acoperișuri, creând un blocaj în dezvoltarea industriei.
Provocări și inovații
Pentru a aborda această problemă, reducerea greutății ambalajelor modulelor a devenit un obiectiv cheie. Modulele flexibile care se pot adapta contururilor diferitelor suprafețe arhitecturale sunt la mare căutare. Încercările inițiale au implicat subțierea sticlei și optimizarea ramelor din aliaj de aluminiu. De exemplu, reducerea grosimii sticlei de la 3,2 mm la 2,0 mm a redus greutatea cu aproximativ 3 kg/m². Cu toate acestea, sticla mai subțire compromite rezistența modulelor, necesitând dimensiuni mai mici ale modulelor pentru a îndeplini standardele de fiabilitate, nereușind astfel să rezolve problema principală.
Modulele de mari dimensiuni cu ambalaj din sticlă sunt încă greoaie pentru instalarea pe acoperiș și predispuse la spargere în timpul transportului și construcției, prezentând riscuri pentru siguranță. Prin urmare, modulele încapsulate în sticlă sunt mai potrivite pentru centralele electrice montate la sol.
Căutarea de materiale alternative pentru a înlocui sticla în ambalajele modulelor este continuă. Materialele de încapsulare ușoare, cu performanțe îmbunătățite, au făcut din ambalajele fără sticlă o soluție viabilă.
Progrese în materialele ușoare
Modulele ușoare timpurii foloseau pelicule de fluoropolimer și plăci de spate din fibră de sticlă pentru susținere, înlocuind sticla. Deși potrivite pentru acoperișuri impermeabile și flexibile (de exemplu, suprafețe acoperite cu TPU cu montare adezivă), plăcile de spate erau încă prea groase, lăsând o greutate a modulului în jur de 8 kg/m².
În ultimii ani, progresele înregistrate în domeniul materialelor compozite și al polimerilor modificați au permis atingerea unor performanțe de încapsulare comparabile cu cele din sticlă. Aceste materiale permit modulelor ușoare să îndeplinească standardele industriei pentru o durată de viață operațională de 25 de ani, oferind performanțe fotovoltaice echivalente cu cele ale modulelor din sticlă. Această descoperire a accelerat adoptarea soluțiilor de ambalare fără sticlă, în special pentru aplicațiile de pe acoperișuri, extinzând domeniul de aplicare al instalațiilor fotovoltaice.
