Од када је фотонапонска производња енергије почела да се примењује у великим размерама у електранама, произвођачи су настојали да смање трошкове производње и повећају обим производње. То је довело до развоја све већих соларних ћелија, од раних величина 125 мм × 125 мм до преко 210 мм × 210 мм. Сходно томе, снага основних фотонапонских модула повећала се са 100 W+ на преко 700 W+.
Међутим, са овим повећањем снаге, тежина модула је такође значајно порасла, достижући приближно 35 кг по модулу или 12,4 кг/м². Укључујући носаче за монтажу, тежина се повећава на око 16 кг/м². Тако тешки модули представљају изазов за уградњу на индустријске и комерцијалне кровове великог распона, који често имају ограничену носивост. Ово ограничење спречава уградњу традиционалних модула на такве кровове, стварајући уско грло у развоју индустрије.
Изазови и иновације
Да би се ово решило, смањење тежине паковања модула постало је кључни фокус. Флексибилни модули који се могу прилагодити контурама различитих архитектонских површина су веома тражени. Почетни покушаји су укључивали стањивање стакла и оптимизацију оквира од алуминијумске легуре. На пример, смањење дебљине стакла са 3,2 мм на 2,0 мм смањило је тежину за око 3 кг/м². Међутим, тање стакло угрожава чврстоћу модула, што захтева мање величине модула да би се испунили стандарди поузданости, чиме се не решава основни проблем.
Велики модули са стакленим кућиштем су и даље гломазни за монтажу на крову и склони су ломљењу током транспорта и изградње, што представља безбедносни ризик. Због тога су модули са стакленим кућиштем погоднији за електране постављене на земљи.
Потрага за алтернативним материјалима који би заменили стакло у паковању модула је у току. Лагани материјали за капсулирање са побољшаним перформансама учинили су паковање без стакла одрживим решењем.
Напредак у лаким материјалима
Рани лагани модули користили су флуорополимерне филмове и задње плоче од фибергласа за потпору, замењујући стакло. Иако су биле погодне за водоотпорне и флексибилне кровове (нпр. површине обложене ТПУ-ом са лепљивим причвршћивањем), задње плоче су и даље биле предебеле, остављајући тежину модула око 8 кг/м².
Последњих година, напредак у композитним материјалима и модификованим полимерима постигао је перформансе капсулирања упоредиве са стаклом. Ови материјали омогућавају лаганим модулима да испуне индустријске стандарде током оперативног века од 25 година, пружајући фотонапонске перформансе еквивалентне стакленим модулима. Овај пробој је убрзао усвајање решења за паковање без стакла, посебно за примене на крововима, проширујући обим фотонапонских инсталација.
