صنعت فتوولتائیک در حال گذر از یک انقلاب در کارایی و قابلیت اطمینان است که توسط ماژول‌های خورشیدی دوطرفه دو موج (که معمولاً به عنوان ماژول‌های شیشه دوطرفه دوطرفه شناخته می‌شوند) رهبری می‌شود. این فناوری با تولید برق از طریق جذب انرژی نور از هر دو طرف اجزا و ترکیب آن با مزایای قابل توجه دوام ناشی از بسته‌بندی شیشه‌ای، مسیر فنی و الگوی کاربردی بازار جهانی فتوولتائیک را تغییر می‌دهد. این مقاله به تجزیه و تحلیل عمیق ویژگی‌های اصلی، ارزش کاربرد عملی و همچنین فرصت‌ها و چالش‌هایی که در آینده ماژول‌های شیشه دوطرفه با آن مواجه خواهد شد، می‌پردازد و نشان می‌دهد که چگونه آنها صنعت فتوولتائیک را به سمت راندمان بالاتر، هزینه کمتر به ازای هر کیلووات ساعت و سازگاری گسترده‌تر با سناریوهای مختلف سوق می‌دهند.
ویژگی‌های فنی اصلی: جهشی دوگانه در کارایی و قابلیت اطمینان
جذابیت اصلی ماژول شیشه دوجداره دوطرفه در ظرفیت تولید برق بی‌نظیر آن نهفته است. برخلاف ماژول‌های سنتی یک‌طرفه، پشت آن می‌تواند به طور مؤثر نور منعکس‌شده از زمین (مانند شن، برف، سقف‌های روشن یا کف‌های سیمانی) را جذب کند و تولید برق اضافی قابل توجهی را به همراه داشته باشد. این امر در صنعت به عنوان "بهره دوطرفه" شناخته می‌شود. در حال حاضر، نسبت دوطرفه (نسبت راندمان تولید برق در پشت به جلو) محصولات اصلی عموماً به 85 تا 90 درصد می‌رسد. به عنوان مثال، در محیط‌های با بازتاب بالا مانند بیابان‌ها، بهره پشت اجزا می‌تواند 10 تا 30 درصد افزایش در تولید برق کلی ایجاد کند. در همین حال، این نوع اجزا در شرایط تابش کم (مانند روزهای بارانی یا صبح زود و اواخر عصر) با بهره برق بیش از 2 درصد عملکرد بهتری دارند.
نوآوری در مواد و ساختارها، کلید پشتیبانی از تولید برق کارآمد است. فناوری‌های پیشرفته باتری (مانند TOPCon نوع N) باعث افزایش مداوم قدرت قطعات می‌شوند و محصولات اصلی وارد محدوده ۶۷۰-۷۲۰ وات شده‌اند. برای کاهش تلفات سایه‌زنی جلویی و افزایش راندمان جمع‌آوری فعلی، این صنعت طرح‌های بدون دانه اصلی (مانند ساختار ۲۰BB) و فناوری‌های چاپ اصلاح‌شده (مانند چاپ سیلک اسکرین فولادی) را معرفی کرده است. در سطح بسته‌بندی، ساختار شیشه دوجداره (با شیشه در هر دو طرف جلو و عقب) محافظت فوق‌العاده‌ای را ارائه می‌دهد و میرایی سال اول قطعه را در محدوده ۱٪ و میانگین نرخ میرایی سالانه را زیر ۰.۴٪ نگه می‌دارد که بسیار برتر از اجزای تک شیشه‌ای سنتی است. برای پرداختن به چالش وزن زیاد ماژول‌های شیشه دوجداره (به‌ویژه نمونه‌های بزرگ)، یک راه‌حل صفحه پشتی شفاف سبک پدیدار شد که امکان کاهش وزن ماژول‌های با اندازه ۲۱۰ به کمتر از ۲۵ کیلوگرم را فراهم می‌کند و مشکلات نصب را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
سازگاری با محیط زیست یکی دیگر از مزایای اصلی ماژول شیشه دوجداره دو طرفه است. ساختار مستحکم شیشه دوجداره آن، مقاومت عالی در برابر آب و هوا را به آن می‌بخشد و به طور مؤثر در برابر میرایی القایی الکتروپتانسیل (PID)، اشعه ماوراء بنفش قوی، ضربه تگرگ، رطوبت بالا، خوردگی اسپری نمک و اختلاف دمای شدید مقاومت می‌کند. تولیدکنندگان قطعات با ایجاد نیروگاه‌های نمایشی در مناطق مختلف آب و هوایی در سراسر جهان (مانند مناطق بسیار سرد، باد شدید، دمای بالا و رطوبت بالا)، دائماً قابلیت‌های عملکرد پایدار بلندمدت خود را در محیط‌های شدید تأیید می‌کنند.
مزایای کاربرد: بهبود اقتصادی پروژه‌های فتوولتائیک را هدایت می‌کند
ارزش ماژول‌های شیشه دوجداره در نهایت در توجیه اقتصادی در کل چرخه عمر پروژه، به ویژه در سناریوهای کاربردی خاص، منعکس می‌شود:
نیروگاه‌های زمینی در مقیاس بزرگ: افزایش درآمد در مناطق با بازتاب بالا: در مناطق بیابانی، برفی یا با سطوح روشن، افزایش سطح پشتی می‌تواند مستقیماً هزینه تراز شده برق (LCOE) پروژه را کاهش دهد. به عنوان مثال، در یکی از بزرگترین پروژه‌های فتوولتائیک در آمریکای لاتین - نیروگاه 766 مگاواتی "Cerrado Solar" در برزیل، استقرار ماژول‌های دوجداره دو طرفه نه تنها منجر به افزایش قابل توجه تولید برق می‌شود، بلکه انتظار می‌رود انتشار دی اکسید کربن را سالانه 134000 تن کاهش دهد. تجزیه و تحلیل مدل اقتصادی نشان می‌دهد که در مناطقی مانند عربستان سعودی، استفاده از ماژول‌های دو طرفه پیشرفته می‌تواند LCOE را در مقایسه با فناوری‌های سنتی تقریباً 5٪ کاهش دهد، ضمن اینکه هزینه‌های تعادل سیستم (BOS) را نیز صرفه‌جویی می‌کند.
توان فتوولتائیک توزیع‌شده: بهره‌برداری از پتانسیل پشت‌بام‌ها و زمین‌های خاص: در پشت‌بام‌های صنعتی و تجاری، چگالی توان بالا به معنای نصب سیستم‌های با ظرفیت بیشتر در یک منطقه محدود است که در نتیجه هزینه نصب واحد را کاهش می‌دهد. محاسبات نشان می‌دهد که در پروژه‌های بزرگ سقف، استفاده از ماژول‌های دوجداره با راندمان بالا می‌تواند هزینه پیمانکاری عمومی مهندسی (EPC) را به میزان قابل توجهی کاهش داده و سود خالص پروژه را افزایش دهد. علاوه بر این، در مناطق پیچیده زمینی مانند سایت‌های سیمانی و ارتفاعات بالا، مقاومت عالی در برابر بار مکانیکی و مقاومت در برابر اختلاف دما در ماژول‌های دوجداره، آنها را به انتخابی قابل اعتماد تبدیل می‌کند. برخی از تولیدکنندگان قبلاً محصولات سفارشی و راه‌حل‌های نصب را برای محیط‌های خاص مانند ارتفاعات بالا عرضه کرده‌اند.
تطبیق با بازار جدید برق: بهینه‌سازی درآمد حاصل از قیمت برق: با افزایش محبوبیت مکانیسم قیمت‌گذاری برق بر اساس زمان استفاده، قیمت برق مربوط به اوج مصرف سنتی در ساعات ظهر تولید برق فتوولتائیک ممکن است کاهش یابد. ماژول‌های دوطرفه، با نسبت دوطرفه بالا و قابلیت عالی پاسخ به نور ضعیف، می‌توانند در طول صبح و عصر که قیمت برق بالاست، برق بیشتری تولید کنند و منحنی تولید برق را قادر سازند تا با دوره اوج قیمت برق بهتر مطابقت داشته باشد و در نتیجه درآمد کلی را افزایش دهد.
وضعیت برنامه: نفوذ جهانی و پرورش عمیق صحنه
نقشه کاربرد ماژول‌های شیشه دوجداره دو طرفه در سراسر جهان به سرعت در حال گسترش است:
کاربرد منطقه‌ای در مقیاس بزرگ به جریان اصلی تبدیل شده است: در مناطقی با تابش و بازتاب بالا مانند صحرای خاورمیانه، صحرای گبی در غرب چین و فلات آمریکای لاتین، ماژول‌های شیشه دوجداره دوطرفه به انتخاب ارجح برای ساخت نیروگاه‌های جدید زمینی در مقیاس بزرگ تبدیل شده‌اند. در همین حال، برای مناطق برفی مانند شمال اروپا، از ویژگی بهره بالای پشت قطعه در زیر بازتاب برف (تا 25٪) نیز به طور کامل استفاده می‌شود.
راهکارهای سفارشی برای سناریوهای خاص در حال ظهور هستند: این صنعت روند سفارشی‌سازی عمیقی را برای محیط‌های کاربردی خاص نشان می‌دهد. به عنوان مثال، در پاسخ به مشکل شن و گرد و غبار نیروگاه‌های صحرایی، برخی از اجزا با ساختارهای سطحی ویژه طراحی شده‌اند تا تجمع گرد و غبار را کاهش دهند، دفعات تمیز کردن و هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری را کاهش دهند. در پروژه تکمیلی فتوولتائیک کشاورزی، از ماژول دو طرفه انتقال دهنده نور در سقف گلخانه استفاده می‌شود تا به هم‌افزایی بین تولید برق و تولید کشاورزی دست یابد. برای محیط‌های خشن دریایی یا ساحلی، اجزای دوجداره با مقاومت خوردگی قوی‌تر توسعه یافته‌اند.
چشم‌انداز آینده: نوآوری مداوم و پرداختن به چالش‌ها
توسعه آینده ماژول‌های شیشه دوجداره پر از شور و نشاط است، اما باید مستقیماً با چالش‌های زیر نیز روبرو شود:
بهره‌وری همچنان در حال افزایش است: فناوری‌های نوع N که توسط TOPCon ارائه می‌شوند، در حال حاضر نیروی اصلی در افزایش بهره‌وری ماژول‌های دوطرفه هستند. فناوری سلول پشت سر هم پروسکایت/سیلیکون کریستالی که ساختارشکنی بیشتری دارد، پتانسیل تبدیل با راندمان بیش از 34٪ را در آزمایشگاه نشان داده است و انتظار می‌رود که کلید جهش بهره‌وری نسل بعدی ماژول‌های دوطرفه باشد. در همین حال، نسبت دوطرفه بیش از 90٪، سهم تولید برق در سمت معکوس را بیشتر افزایش خواهد داد.
تنظیم پویای الگوی بازار: سهم فعلی بازار ماژول‌های دوطرفه به طور مداوم در حال افزایش است، اما ممکن است در آینده با تغییرات ساختاری مواجه شود. با بلوغ ماژول‌های تک‌شیشه در فناوری‌های سبک و کنترل هزینه (مانند فرآیندهای LECO برای بهبود مقاومت در برابر آب و استفاده از مواد بسته‌بندی مقرون‌به‌صرفه‌تر)، انتظار می‌رود سهم آنها در بازار سقف توزیع‌شده افزایش یابد. ماژول‌های دوطرفه شیشه‌ای به تثبیت موقعیت غالب خود در نیروگاه‌های زمینی، به‌ویژه در سناریوهای با بازتاب بالا، ادامه خواهند داد.
چالش‌های اساسی که باید حل شوند:
تعادل وزن و هزینه: افزایش وزن ناشی از ساختار شیشه دوجداره (حدود 30٪) مانع اصلی کاربرد گسترده آن در سقف‌ها است. صفحات پشتی شفاف به عنوان یک جایگزین سبک، چشم‌انداز گسترده‌ای دارند، اما مقاومت طولانی مدت (بیش از 25 سال) در برابر آب و هوا، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و مقاومت در برابر آب آنها هنوز باید با داده‌های تجربی بیشتر در فضای باز تأیید شود.
سازگاری سیستم: محبوبیت اجزای بزرگ و پرقدرت، نیازمند ارتقاء همزمان تجهیزات پشتیبانی مانند سیستم‌های براکت و اینورترها است که پیچیدگی طراحی سیستم و هزینه سرمایه‌گذاری اولیه را افزایش می‌دهد و بهینه‌سازی مشارکتی را در سراسر زنجیره صنعتی می‌طلبد.
زمان ارسال: ۱۸ ژوئن ۲۰۲۵