Odkedy sa fotovoltaická výroba energie začala vo veľkom meradle využívať v elektrárňach, výrobcovia sa snažili znížiť výrobné náklady a zvýšiť rozsah výroby. To viedlo k vývoju čoraz väčších solárnych článkov, od prvých rozmerov 125 mm × 125 mm až po viac ako 210 mm × 210 mm. V dôsledku toho sa výkon základných fotovoltaických modulov zvýšil zo 100 W+ na viac ako 700 W+.
S týmto zvýšením výkonu sa však výrazne zvýšila aj hmotnosť modulov, ktorá dosiahla približne 35 kg na modul alebo 12,4 kg/m². Vrátane montážnych konzol sa hmotnosť zvyšuje na približne 16 kg/m². Takéto ťažké moduly predstavujú výzvu pri inštalácii na priemyselné a komerčné strechy s veľkým rozpätím, ktoré majú často obmedzenú nosnosť. Toto obmedzenie bráni inštalácii tradičných modulov na takéto strechy, čo vytvára prekážku v rozvoji tohto odvetvia.
Výzvy a inovácie
Aby sa tento problém vyriešil, kľúčovým zameraním sa stalo zníženie hmotnosti balenia modulov. Flexibilné moduly, ktoré sa dokážu prispôsobiť kontúram rôznych architektonických povrchov, sú veľmi žiadané. Počiatočné pokusy zahŕňali stenčovanie skla a optimalizáciu rámov z hliníkovej zliatiny. Napríklad zníženie hrúbky skla z 3,2 mm na 2,0 mm znížilo hmotnosť približne o 3 kg/m². Tenšie sklo však znižuje pevnosť modulov, čo si vyžaduje menšie veľkosti modulov na splnenie štandardov spoľahlivosti, čím sa nepodarilo vyriešiť hlavný problém.
Veľkorozmerné moduly so skleneným obalom sú stále ťažkopádne na inštaláciu na strechu a náchylné na rozbitie počas prepravy a výstavby, čo predstavuje bezpečnostné riziko. V dôsledku toho sú moduly so skleneným obalom vhodnejšie pre pozemné elektrárne.
Hľadanie alternatívnych materiálov, ktoré by nahradili sklo v balení modulov, stále prebieha. Ľahké zapuzdrovacie materiály so zvýšenými vlastnosťami urobili z obalov bez skla schodné riešenie.
Pokroky v ľahkých materiáloch
Prvé ľahké moduly používali na podopretie fluórpolymérové fólie a zadné dosky zo sklenených vlákien, ktoré nahrádzali sklo. Hoci boli vhodné pre vodotesné a flexibilné strechy (napr. povrchy potiahnuté TPU s lepiacou montážou), zadné dosky boli stále príliš hrubé, takže hmotnosť modulu bola okolo 8 kg/m².
V posledných rokoch pokrok v kompozitných materiáloch a modifikovaných polyméroch dosiahol zapuzdrovací výkon porovnateľný so sklom. Tieto materiály umožňujú ľahkým modulom spĺňať priemyselné štandardy počas 25-ročnej prevádzkovej životnosti a poskytujú fotovoltaický výkon porovnateľný so sklenenými modulmi. Tento prielom urýchlil prijatie nesklenených obalových riešení, najmä pre strešné aplikácie, čím sa rozšíril rozsah fotovoltaických inštalácií.
