Фотоволтаичната индустрия претърпява революция в ефективността и надеждността, водена от двустранните слънчеви модули с двоен вълнов ефект (известни още като двустранни модули с двойно стъкло). Тази технология променя техническия път и модела на приложение на световния пазар на фотоволтаични системи, като генерира електричество чрез абсорбиране на светлинна енергия от двете страни на компонентите и комбинирането ѝ със значителните предимства за издръжливост, които предлага стъклената опаковка. Тази статия ще проведе задълбочен анализ на основните характеристики, практическата стойност на приложението, както и възможностите и предизвикателствата, пред които ще се изправят двустранните модули с двойно стъкло в бъдеще, разкривайки как те водят фотоволтаичната индустрия към по-висока ефективност, по-ниска цена на киловатчас и по-широка адаптивност към различни сценарии.
Основни технически характеристики: Двоен скок в ефективността и надеждността
Основният чар на двустранния модул с двойно стъкло се крие в неговия революционен капацитет за генериране на енергия. За разлика от традиционните едностранни модули, задната му страна може ефективно да улавя отразената от земята светлина (като пясък, сняг, светли покриви или циментови подове), което води до значително допълнително производство на енергия. Това е известно в индустрията като „двустранно усилване“. Понастоящем двустранното съотношение (съотношението на ефективността на генериране на енергия отзад към тази отпред) на масовите продукти обикновено достига 85% до 90%. Например, в среди с високо отражение, като пустини, усилването от задната страна на компонентите може да доведе до увеличение на общото производство на енергия с 10%-30%. В същото време, този тип компоненти се представят по-добре при условия на ниско облъчване (като дъждовни дни или ранна сутрин и късна вечер), с усилване на мощността над 2%.
Иновациите в материалите и конструкциите са ключът към поддържането на ефективното производство на енергия. Усъвършенстваните технологии за батерии (като N-тип TOPCon) водят до постоянно нарастване на мощността на компонентите, а масовите продукти навлязоха в диапазона 670-720W. За да се намалят загубите от предно засенчване и да се подобри ефективността на токоснемането, индустрията въведе беззърнести дизайни (като структурата 20BB) и усъвършенствани технологии за печат (като ситопечат върху стомана). На ниво опаковка, конструкцията с двойно стъкло (със стъкло както отпред, така и отзад) предлага изключителна защита, като поддържа затихването през първата година на компонента в рамките на 1% и средния годишен коефициент на затихване под 0,4%, което е далеч по-добро от традиционните компоненти с единично стъкло. За да се справи с предизвикателството на голямото тегло на модулите с двойно стъкло (особено големите по размер), се появи леко прозрачно задно решение, което позволява теглото на модулите с размер 210 да бъде намалено до по-малко от 25 килограма, което значително облекчава трудностите при монтажа.
Адаптивността към околната среда е друго основно предимство на двустранния модул с двойно стъкло. Здравата му структура с двойно стъкло му осигурява отлична устойчивост на атмосферни влияния, ефективно устоявайки на затихване, индуцирано от електропотенциал (PID), силни ултравиолетови лъчи, удар от градушка, висока влажност, корозия от солен спрей и драстични температурни разлики. Чрез изграждането на демонстрационни електроцентрали в различни климатични зони по света (като райони с висок студ, силен вятър, високи температури и висока влажност), производителите на компоненти непрекъснато проверяват техните дългосрочни стабилни експлоатационни възможности в екстремни условия.
Предимства на приложението: Стимулиране на икономическото подобрение на фотоволтаични проекти
Стойността на двустранните модули с двойно стъкло в крайна сметка се отразява в икономическата жизнеспособност през целия жизнен цикъл на проекта, особено в специфични сценарии на приложение:
Мащабни наземни електроцентрали: Умножител на приходите в райони с висока отражателна способност: В пустинни, заснежени или светли повърхности, обратното усилване може директно да намали изравнената цена на електроенергията (LCOE) на проекта. Например, в един от най-големите фотоволтаични проекти в Латинска Америка – електроцентралата „Cerrado Solar“ с мощност 766 MW в Бразилия, разполагането на двустранни модули с двойно стъкло не само води до значително увеличение на производството на електроенергия, но се очаква и да намали емисиите на въглероден диоксид със 134 000 тона годишно. Анализът на икономическия модел показва, че в региони като Саудитска Арабия, приемането на усъвършенствани двустранни модули може да намали LCOE с приблизително 5% в сравнение с традиционните технологии, като същевременно спести разходи за системен баланс (BOS).
Разпределена фотоволтаична енергия: Използване на потенциала на покриви и специални терени: На индустриални и търговски покриви, високата плътност на мощността означава инсталиране на системи с по-голям капацитет в ограничена площ, като по този начин се намаляват разходите за монтаж на устройството. Изчисленията показват, че при мащабни покривни проекти, приемането на високоефективни двустранни модули може значително да намали разходите за генерален договор за инженеринг (EPC) и да увеличи нетната печалба от проекта. Освен това, в райони със сложни терени, като циментови площадки и големи надморски височини, отличната устойчивост на механично натоварване и температурна разлика на модулите с двойно стъкло ги правят надежден избор. Някои производители вече са пуснали на пазара персонализирани продукти и решения за монтаж за специални среди, като например големи надморски височини.
Съответствие с новия пазар на електроенергия: Оптимизиране на приходите от цената на електроенергията: Тъй като механизмът за ценообразуване на електроенергията по време на потребление става все по-популярен, цената на електроенергията, съответстваща на традиционния обеден пик на фотоволтаичното производство на енергия, може да намалее. Двустранните модули, с високото си двустранно съотношение и отлична способност за реакция при слаба светлина, могат да произвеждат повече електроенергия сутрин и вечер, когато цените на електроенергията са високи, което позволява кривата на производство на електроенергия да съответства по-добре на пиковия период на цената на електроенергията и по този начин да увеличи общите приходи.
Статус на приложението: Глобално проникване и задълбочено култивиране на сцената
Картата на приложение на двустранните двустъклени модули се разширява бързо в световен мащаб:
Регионализираното широкомащабно приложение се е превърнало в масово разпространено: В региони с високо облъчване и високо отражение, като например пустинята в Близкия изток, пустинята Гоби в Западен Китай и Латиноамериканското плато, двустранните модули с двойно стъкло са се превърнали в предпочитан избор за изграждането на нови големи наземни електроцентрали. В същото време, за заснежени региони като Северна Европа, функцията за високо усилване на отражението на гърба под снега на компонента (до 25%) също се използва напълно.
Появяват се персонализирани решения за специфични сценарии: Индустрията показва тенденция към дълбока персонализация за специфични приложения. Например, в отговор на проблема с пясъка и праха в пустинните електроцентрали, някои компоненти са проектирани със специални повърхностни структури, за да се намали натрупването на прах, да се намалят честотата на почистване и разходите за експлоатация и поддръжка; В допълнителния агрофотоволтаичен проект, светлопропускливият двустранен модул се използва на покрива на оранжерията, за да се постигне синергия между производството на електроенергия и селскостопанското производство. За сурови морски или крайбрежни среди са разработени компоненти с двойно стъкло с по-силна устойчивост на корозия.
Бъдещи перспективи: Непрекъснати иновации и справяне с предизвикателствата
Бъдещото развитие на двустранните модули с двойно стъкло е пълно с жизненост, но също така трябва да се справи директно с предизвикателствата:
Ефективността продължава да се покачва: N-тип технологиите, представени от TOPCon, в момента са основната сила за повишаване на ефективността на двустранните модули. По-революционната технология на тандемните клетки от перовскит/кристален силиций е демонстрирала потенциал за ефективност на преобразуване над 34% в лаборатория и се очаква да се превърне в ключ към скока в ефективността на следващото поколение двустранни модули. Междувременно, двустранно съотношение над 90% ще увеличи допълнително приноса на производството на енергия от обратната страна.
Динамично приспособяване на пазарната структура: Настоящият пазарен дял на двустранните модули непрекъснато нараства, но може да се сблъска със структурни промени в бъдеще. С развитието на технологиите за лека и разходна ефективност на модулите с единично стъкло (като LECO процеси за подобряване на водоустойчивостта и използването на по-рентабилни опаковъчни материали), се очаква техният дял на пазара на разпределени покриви да се увеличи. Двустранните модули с двойно стъкло ще продължат да затвърждават господстващото си положение в наземно монтираните електроцентрали, особено в сценарии с висока отражателна способност.
Основни предизвикателства, които трябва да бъдат решени:
Баланс на тегло и цена: Увеличението на теглото, причинено от двойната стъклопакетна конструкция (около 30%), е основната пречка за широкомащабното ѝ приложение в покривите. Прозрачните задни листове имат широки перспективи като лека алтернатива, но тяхната дългосрочна (над 25 години) устойчивост на атмосферни влияния, UV устойчивост и водоустойчивост все още се нуждаят от проверка с повече емпирични данни за външни условия.
Адаптивност на системата: Популяризирането на големи по размер и мощност компоненти изисква едновременно надграждане на поддържащо оборудване, като например скоби и инвертори, което увеличава сложността на системния дизайн и първоначалните инвестиционни разходи, и изисква съвместна оптимизация в цялата индустриална верига.
Време на публикуване: 18 юни 2025 г.