Fotoelektriskā nozare piedzīvo efektivitātes un uzticamības revolūciju, ko vada divviļņu bifaciālie saules moduļi (pazīstami kā bifaciālie dubultstikla moduļi). Šī tehnoloģija pārveido globālā fotoelektriskā tirgus tehnisko ceļu un pielietojuma modeli, ražojot elektrību, absorbējot gaismas enerģiju no abām komponentu pusēm un apvienojot to ar ievērojamām izturības priekšrocībām, ko sniedz stikla iepakojums. Šajā rakstā tiks veikta padziļināta divfaciālo dubultstikla moduļu galveno raksturlielumu, praktiskā pielietojuma vērtības, kā arī iespēju un izaicinājumu analīze, ar kuriem tā saskarsies nākotnē, atklājot, kā tie virza fotoelektrisko nozari uz augstāku efektivitāti, zemākām izmaksām par kilovatstundu un plašāku pielāgošanās spēju dažādiem scenārijiem.
Galvenās tehniskās īpašības: divkāršs lēciens efektivitātes un uzticamības jomā
Divpusējā dubultstikla moduļa galvenā pievilcība slēpjas tā revolucionārajā enerģijas ražošanas jaudā. Atšķirībā no tradicionālajiem vienpusējiem moduļiem, tā aizmugure var efektīvi uztvert no zemes atstaroto gaismu (piemēram, smiltis, sniegu, gaišas krāsas jumtus vai cementa grīdas), nodrošinot ievērojamu papildu enerģijas ražošanu. Nozarē to sauc par "divpusējo pastiprinājumu". Pašlaik galveno produktu divpusīgā attiecība (elektroenerģijas ražošanas efektivitātes attiecība aizmugurē un priekšpusē) parasti sasniedz 85–90%. Piemēram, vidē ar augstu atstarošanos, piemēram, tuksnešos, komponentu aizmugures pastiprinājums var palielināt kopējo enerģijas ražošanu par 10–30%. Tikmēr šāda veida komponenti darbojas labāk zema apstarojuma apstākļos (piemēram, lietainās dienās vai agri no rīta un vēlu vakarā), jaudas pieaugumam esot vairāk nekā 2%.
Inovācijas materiālos un konstrukcijās ir galvenais faktors efektīvas enerģijas ražošanas atbalstīšanā. Uzlabotas akumulatoru tehnoloģijas (piemēram, N tipa TOPCon) veicina komponentu jaudas nepārtrauktu pieaugumu, un galvenie produkti ir sasnieguši 670–720 W diapazonu. Lai samazinātu priekšējās ēnošanas zudumus un uzlabotu strāvas savākšanas efektivitāti, nozare ir ieviesusi bezgraudu dizainus (piemēram, 20BB struktūru) un uzlabotas drukas tehnoloģijas (piemēram, tērauda sietspiedi). Iepakojuma līmenī dubultstikla struktūra (ar stiklu gan priekšpusē, gan aizmugurē) piedāvā izcilu aizsardzību, saglabājot komponenta pirmā gada vājinājumu 1% robežās un vidējo gada vājināšanās līmeni zem 0,4%, kas ir daudz pārāks par tradicionālajiem viena stikla komponentiem. Lai risinātu dubultstikla moduļu (īpaši liela izmēra) lielā svara problēmu, radās viegls, caurspīdīgs aizmugurējās loksnes risinājums, kas ļāva samazināt 210 izmēra moduļu svaru līdz mazāk nekā 25 kilogramiem, ievērojami mazinot uzstādīšanas grūtības.
Vēl viena būtiska divpusējā dubultstikla moduļa priekšrocība ir pielāgošanās spēja videi. Tā izturīgā dubultstikla konstrukcija nodrošina izcilu izturību pret laikapstākļiem, efektīvi pretojoties elektropotenciāla izraisītai vājināšanai (PID), spēcīgiem ultravioletajiem stariem, krusas triecieniem, augstam mitrumam, sālsūdens korozijai un krasām temperatūras atšķirībām. Izveidojot demonstrācijas spēkstacijas dažādās klimata zonās visā pasaulē (piemēram, vietās ar augstu aukstumu, stipru vēju, augstu temperatūru un augstu mitrumu), komponentu ražotāji pastāvīgi pārbauda to ilgtermiņa stabilas darbības spējas ekstremālos apstākļos.
Lietojumprogrammas priekšrocības: Veicināt fotoelektrisko projektu ekonomisko uzlabošanu
Divpusējo stikla pakešu moduļu vērtība galu galā atspoguļojas ekonomiskajā dzīvotspējā visā projekta dzīves ciklā, īpaši īpašos pielietojuma scenārijos:
Liela mēroga uz zemes montētas elektrostacijas: Ieņēmumu reizinātājs augstas atstarošanas zonās: Tuksneša, sniega vai gaišas krāsas virsmas apgabalos aizmugurējā stikla pieaugums var tieši samazināt projekta izlīdzinātās elektroenerģijas izmaksas (LCOE). Piemēram, vienā no lielākajiem fotoelektriskajiem projektiem Latīņamerikā – 766 MW “Cerrado Solar” elektrostacijā Brazīlijā – divpusēju dubultstikla moduļu izvietošana ne tikai ievērojami palielina elektroenerģijas ražošanu, bet arī paredzams, ka samazinās oglekļa dioksīda emisijas par 134 000 tonnām gadā. Ekonomiskā modeļa analīze liecina, ka tādos reģionos kā Saūda Arābija modernu divpusēju moduļu ieviešana var samazināt LCOE par aptuveni 5 % salīdzinājumā ar tradicionālajām tehnoloģijām, vienlaikus ietaupot arī sistēmas balansēšanas (BOS) izmaksas.
Sadalīta fotoelektriskā enerģija: jumtu un īpašu reljefu potenciāla izmantošana: uz rūpnieciskiem un komerciāliem jumtiem augsts jaudas blīvums nozīmē lielākas jaudas sistēmu uzstādīšanu ierobežotā platībā, tādējādi samazinot vienības uzstādīšanas izmaksas. Aprēķini liecina, ka liela mēroga jumtu projektos augstas efektivitātes divfāžu moduļu ieviešana var ievērojami samazināt inženierijas ģenerāluzņēmēja (EPC) izmaksas un palielināt projekta tīro peļņu. Turklāt sarežģītā reljefā, piemēram, cementa ražotnēs un lielos augstumos, divkāršā stikla moduļu lieliskā mehāniskās slodzes izturība un temperatūras starpības izturība padara tos par uzticamu izvēli. Daži ražotāji jau ir laiduši klajā pielāgotus produktus un uzstādīšanas risinājumus īpašām vidēm, piemēram, lieliem augstumiem.
Pielāgošanās jaunajam elektroenerģijas tirgum: elektroenerģijas cenu ieņēmumu optimizēšana: Tā kā elektroenerģijas cenu noteikšanas mehānisms, kas balstīts uz lietošanas laiku, kļūst arvien populārāks, elektroenerģijas cena, kas atbilst tradicionālajam fotoelektriskās enerģijas ražošanas pusdienas maksimumam, var samazināties. Divpusēji moduļi ar augstu divpusīgu attiecību un izcilu vājas gaismas reakcijas spēju var saražot vairāk elektroenerģijas no rīta un vakarā, kad elektroenerģijas cenas ir augstas, ļaujot elektroenerģijas ražošanas līknei labāk atbilst elektroenerģijas maksimālās cenas periodam un tādējādi palielinot kopējos ieņēmumus.
Pieteikuma statuss: Globāla iespiešanās un padziļināta ainas kultivēšana
Divpusējo dubultstikla moduļu pielietojuma karte visā pasaulē strauji paplašinās:
Reģionalizēta liela mēroga pielietošana ir kļuvusi par plaši izplatītu: reģionos ar augstu apstarošanu un atstarošanu, piemēram, Tuvo Austrumu tuksnesī, Gobi tuksnesī Ķīnas rietumos un Latīņamerikas plato, divfāžu dubultstikla moduļi ir kļuvuši par vēlamo izvēli jaunu liela mēroga uz zemes montētu spēkstaciju būvniecībai. Tikmēr sniegotos reģionos, piemēram, Ziemeļeiropā, tiek pilnībā izmantota arī komponenta augstās atstarošanas zem sniega funkcija (līdz 25%).
Parādās pielāgoti risinājumi konkrētiem scenārijiem: nozarē vērojama tendence veikt dziļu pielāgošanu konkrētām lietošanas vidēm. Piemēram, reaģējot uz tuksneša elektrostaciju smilšu un putekļu problēmu, dažas sastāvdaļas ir izstrādātas ar īpašām virsmas konstrukcijām, lai samazinātu putekļu uzkrāšanos, tīrīšanas biežumu, kā arī ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas; Agrofotovoltaikas papildprojektā siltumnīcas jumtam tiek izmantots gaismu caurlaidīgs divpusējs modulis, lai panāktu sinerģiju starp enerģijas ražošanu un lauksaimniecisko ražošanu. Skarbai jūras vai piekrastes videi ir izstrādāti dubultstikla komponenti ar spēcīgāku korozijas izturību.
Nākotnes perspektīvas: nepārtraukta inovācija un izaicinājumu risināšana
Divpusējo dubultstikla moduļu turpmākā attīstība ir pilna ar enerģiju, taču tai ir arī tieši jātiek galā ar izaicinājumiem:
Efektivitāte turpina pieaugt: TOPCon pārstāvētās N tipa tehnoloģijas pašlaik ir galvenais virzītājspēks divfāžu moduļu efektivitātes uzlabošanā. Revolucionārākā perovskīta/kristāliskā silīcija tandēma šūnu tehnoloģija laboratorijā ir pierādījusi konversijas efektivitātes potenciālu virs 34%, un tiek sagaidīts, ka tā kļūs par atslēgu nākamās paaudzes divfāžu moduļu efektivitātes lēcienam. Tikmēr divfāžu attiecība, kas pārsniedz 90%, vēl vairāk palielinās enerģijas ražošanas ieguldījumu pretējā pusē.
Tirgus modeļa dinamiska pielāgošanās: Pašreizējā divfāžu moduļu tirgus daļa nepārtraukti pieaug, taču nākotnē tā var saskarties ar strukturālām izmaiņām. Tā kā vienkāršā stikla moduļi attīstīsies vieglās un izmaksu kontroles tehnoloģijās (piemēram, LECO procesos, lai uzlabotu ūdensizturību, un izmantojot rentablākus iepakojuma materiālus), paredzams, ka to daļa izkliedēto jumtu tirgū palielināsies. Divfāžu dubultstikla moduļi turpinās nostiprināt savu dominējošo pozīciju uz zemes montējamās elektrostacijās, īpaši augstas atstarošanas scenārijos.
Galvenās problēmas, kas jāatrisina:
Svara un izmaksu līdzsvars: Svara pieaugums, ko rada dubultstiklojuma konstrukcija (aptuveni 30%), ir galvenais šķērslis tās plaša mēroga izmantošanai jumtos. Caurspīdīgām aizmugurējām loksnēm ir plašas perspektīvas kā vieglai alternatīvai, taču to ilgtermiņa (vairāk nekā 25 gadi) izturība pret laikapstākļiem, UV izturība un ūdens izturība vēl ir jāpārbauda ar empīriskiem datiem ārpus telpām.
Sistēmas pielāgojamība: Liela izmēra un lielas jaudas komponentu popularizēšana prasa vienlaicīgu atbalsta aprīkojuma, piemēram, kronšteinu sistēmu un invertoru, modernizāciju, kas palielina sistēmas projektēšanas sarežģītību un sākotnējās investīciju izmaksas, kā arī prasa kopīgu optimizāciju visā rūpniecības ķēdē.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 18. jūnijs