Fotovoltaický průmysl prochází revolucí v oblasti účinnosti a spolehlivosti, kterou vedou dvouvlnné bifaciální solární moduly (běžně známé jako bifaciální dvojitě skleněné moduly). Tato technologie mění technické postupy a aplikační vzorce globálního fotovoltaického trhu tím, že vyrábí elektřinu absorpcí světelné energie z obou stran komponentů a kombinuje ji s významnými výhodami v oblasti trvanlivosti, které přináší skleněné balení. Tento článek provede hloubkovou analýzu klíčových charakteristik, praktické aplikační hodnoty, jakož i příležitostí a výzev, kterým budou v budoucnu čelit bifaciální dvojitě skleněné moduly, a odhalí, jak tyto moduly posouvají fotovoltaický průmysl k vyšší účinnosti, nižším nákladům na kilowatthodinu a širší adaptabilitě na různé scénáře.
Hlavní technické vlastnosti: Dvojitý skok v efektivitě a spolehlivosti
Hlavní kouzlo oboustranného modulu s dvojitým sklem spočívá v jeho průlomové schopnosti generovat energii. Na rozdíl od tradičních jednostranných modulů dokáže jeho zadní strana efektivně zachycovat světlo odražené od země (například od písku, sněhu, světlých střech nebo cementových podlah), což přináší značný dodatečný zisk energie. V oboru je to známé jako „oboustranný zisk“. V současné době dosahuje oboustranný poměr (poměr účinnosti generování energie na zadní straně k účinnosti generování energie na přední straně) u běžných produktů obecně 85 % až 90 %. Například v prostředí s vysokým odrazem, jako jsou pouště, může zisk zadní strany komponent vést k 10 % až 30% nárůstu celkového výkonu. Tento typ komponent zároveň dosahuje lepších výsledků za podmínek nízkého ozáření (například v deštivých dnech nebo brzy ráno a pozdě večer) s energetickým ziskem více než 2 %.
Inovace v materiálech a strukturách jsou klíčem k podpoře efektivní výroby energie. Pokročilé technologie baterií (jako je TOPCon typu N) neustále zvyšují výkon komponent a běžné produkty vstoupily do řady 670–720 W. Pro snížení ztrát při stínění předního panelu a zvýšení účinnosti sběru proudu zavedlo odvětví bezzrnné konstrukce (jako je konstrukce 20BB) a zdokonalené technologie tisku (jako je sítotisk oceli). Na úrovni balení nabízí konstrukce s dvojitým sklem (se sklem na přední i zadní straně) vynikající ochranu, přičemž udržuje útlum komponenty v prvním roce do 1 % a průměrnou roční míru útlumu pod 0,4 %, což je mnohem lepší než u tradičních komponent s jedním sklem. Aby se vyřešil problém velké hmotnosti modulů s dvojitým sklem (zejména velkých), objevilo se řešení s lehkou průhlednou zadní vrstvou, které umožnilo snížit hmotnost modulů velikosti 210 na méně než 25 kilogramů, což výrazně zmírnilo potíže s instalací.
Další významnou výhodou oboustranného modulu s dvojitým sklem je jeho přizpůsobivost vůči vlivům prostředí. Jeho robustní konstrukce s dvojitým sklem mu dodává vynikající odolnost vůči povětrnostním vlivům, účinně odolává útlumu indukovanému elektropotenciálem (PID), silnému ultrafialovému záření, krupobití, vysoké vlhkosti, korozi způsobené solnou mlhou a drastickým teplotním rozdílům. Zřizováním demonstračních elektráren v různých klimatických pásmech po celém světě (jako jsou oblasti s vysokým chladem, silným větrem, vysokými teplotami a vysokou vlhkostí) výrobci součástek neustále ověřují své dlouhodobé stabilní provozní schopnosti v extrémních podmínkách.
Výhody aplikace: Podpora ekonomického zlepšování fotovoltaických projektů
Hodnota oboustranných modulů s dvojitým sklem se v konečném důsledku odráží v ekonomické životaschopnosti v průběhu celého životního cyklu projektu, zejména ve specifických scénářích použití:
Velké pozemní elektrárny: Multiplikátor příjmů ve vysoce odrazivých oblastech: V pouštních, zasněžených nebo světlých oblastech může zisk ze zadní strany přímo snížit náklady na elektřinu (LCOE) projektu. Například v jednom z největších fotovoltaických projektů v Latinské Americe – elektrárně „Cerrado Solar“ o výkonu 766 MW v Brazílii, vede nasazení oboustranných dvojitě skleněných modulů nejen k významnému zvýšení výroby energie, ale očekává se také snížení emisí oxidu uhličitého o 134 000 tun ročně. Analýza ekonomického modelu ukazuje, že v regionech, jako je Saúdská Arábie, může zavedení pokročilých oboustranných modulů snížit LCOE přibližně o 5 % ve srovnání s tradičními technologiemi a zároveň ušetřit náklady na vyvážení systému (BOS).
Distribuovaná fotovoltaická energie: Využití potenciálu střech a speciálních terénů: Na průmyslových a komerčních střechách znamená vysoká hustota výkonu instalaci systémů s větší kapacitou v omezené oblasti, čímž se snižují náklady na instalaci jednotek. Výpočty ukazují, že u rozsáhlých střešních projektů může použití vysoce účinných bifaciálních modulů výrazně snížit náklady na generální dodávky inženýrských sítí (EPC) a zvýšit čistý zisk projektu. Kromě toho v oblastech se složitým terénem, jako jsou cementárny a vysoké nadmořské výšky, je vynikající mechanická odolnost proti zatížení a teplotním rozdílům dvojsklených modulů spolehlivou volbou. Někteří výrobci již uvedli na trh produkty a instalační řešení na míru pro speciální prostředí, jako jsou vysoké nadmořské výšky.
Přizpůsobení se novému trhu s elektřinou: Optimalizace příjmů z ceny elektřiny: Vzhledem k rostoucí popularitě mechanismu stanovení ceny elektřiny v závislosti na době spotřeby může cena elektřiny odpovídající tradiční polední špičce výroby fotovoltaické energie klesat. Bifaciální moduly s vysokým bifaciálním poměrem a vynikající schopností odezvy na slabé světlo mohou produkovat více elektřiny během rána a večera, kdy jsou ceny elektřiny vysoké, což umožňuje, aby křivka výroby elektřiny lépe odpovídala období špičky ceny elektřiny, a tím se zvyšují celkové příjmy.
Stav aplikace: Globální penetrace a hloubková kultivace scény
Mapa použití oboustranných modulů s dvojitým sklem se po celém světě rychle rozšiřuje:
Regionální aplikace ve velkém měřítku se staly běžnou záležitostí: V oblastech s vysokým ozářením a vysokým odrazem, jako je poušť Blízkého východu, poušť Gobi v západní Číně a Latinskoamerická plošina, se bifaciální moduly s dvojitým sklem staly preferovanou volbou pro výstavbu nových velkých pozemních elektráren. V zasněžených oblastech, jako je severní Evropa, se zároveň plně využívá vysoký zisk odrazu pod sněhem (až 25 %).
Objevují se řešení na míru pro specifické scénáře: Průmysl vykazuje trend hluboké úpravy pro specifická aplikační prostředí. Například v reakci na problém s pískem a prachem v pouštních elektrárnách byly některé komponenty navrženy se speciálními povrchovými strukturami pro snížení hromadění prachu, snížení frekvence čištění a nákladů na provoz a údržbu. V doplňkovém projektu agrofotovoltaiky se na střeše skleníku používá světlopropustný oboustranný modul, aby se dosáhlo synergie mezi výrobou energie a zemědělskou produkcí. Pro náročné mořské nebo pobřežní prostředí byly vyvinuty komponenty s dvojitým sklem se silnější odolností proti korozi.
Výhled do budoucna: Neustálé inovace a řešení výzev
Budoucí vývoj oboustranných modulů s dvojitým sklem je plný vitality, ale musí také přímo čelit výzvám:
Účinnost nadále roste: Technologie typu N, které představuje TOPCon, jsou v současnosti hlavní silou ve zvyšování účinnosti bifaciálních modulů. Průlomovější technologie perovskitových/krystalických křemíkových tandemových článků prokázala v laboratoři potenciál účinnosti přeměny přes 34 % a očekává se, že se stane klíčem k výraznému zvýšení účinnosti nové generace bifaciálních modulů. Bifaciální poměr přesahující 90 % zároveň dále zvýší příspěvek výroby energie na druhé straně.
Dynamické přizpůsobení tržního vzoru: Současný tržní podíl bifaciálních modulů neustále roste, ale v budoucnu může dojít ke strukturálním změnám. S tím, jak se moduly s jedním sklem rozvíjejí v technologiích pro lehké konstrukce a kontrolu nákladů (jako jsou procesy LECO pro zlepšení vodotěsnosti a používání cenově efektivnějších obalových materiálů), se očekává, že jejich podíl na trhu s distribuovanými střechami vzroste. Bifaciální moduly s dvojitým sklem si budou i nadále upevňovat své dominantní postavení v pozemních elektrárnách, zejména ve scénářích s vysokým odrazem.
Hlavní výzvy, které je třeba vyřešit:
Poměr hmotnosti a nákladů: Hlavní překážkou pro její rozsáhlé použití ve střechách je nárůst hmotnosti v důsledku dvojskla (přibližně 30 %). Průhledné zadní desky mají široké vyhlídky jako lehká alternativa, ale jejich dlouhodobá (více než 25 let) odolnost vůči povětrnostním vlivům, UV záření a voděodolnost je stále třeba ověřit dalšími empirickými daty z venkovních prostředí.
Adaptabilita systému: Popularizace velkých a výkonných komponent vyžaduje současnou modernizaci podpůrného zařízení, jako jsou konzolové systémy a střídače, což zvyšuje složitost návrhu systému a počáteční investiční náklady a vyžaduje společnou optimalizaci v celém průmyslovém řetězci.
Čas zveřejnění: 18. června 2025