Фотоэлектрическая промышленность переживает революцию в эффективности и надежности, вызванную появлением двухволновых двусторонних солнечных модулей (широко известных как двусторонние модули с двойным стеклом). Эта технология меняет технический подход и модель применения на мировом рынке фотоэлектрических систем, генерируя электроэнергию за счёт поглощения световой энергии с обеих сторон компонентов и сочетая это со значительными преимуществами в плане долговечности, которые обеспечивает стеклянная упаковка. В данной статье будет проведён углублённый анализ основных характеристик, практической ценности, а также возможностей и проблем, с которыми двусторонние модули с двойным стеклом столкнутся в будущем. Будет показано, как они способствуют повышению эффективности, снижению стоимости за киловатт-час и более широкой адаптации к различным сценариям развития фотоэлектрической отрасли.
Основные технические характеристики: двойной скачок эффективности и надежности
Главное преимущество двустороннего модуля с двойным стеклом заключается в его революционной мощности генерации энергии. В отличие от традиционных односторонних модулей, его задняя сторона может эффективно улавливать отраженный от земли свет (например, песок, снег, светлые крыши или цементные полы), обеспечивая значительную дополнительную выработку энергии. В отрасли это известно как «двусторонний коэффициент усиления». В настоящее время двусторонний коэффициент усиления (отношение эффективности генерации энергии на задней стороне к эффективности генерации энергии на передней) у основных продуктов обычно достигает 85% к 90%. Например, в условиях сильного отражения, таких как пустыни, усиление на задней стороне компонентов может обеспечить увеличение общей выработки энергии на 10%-30%. Кроме того, этот тип компонентов лучше работает в условиях низкой освещенности (например, в дождливые дни или ранним утром и поздним вечером), обеспечивая коэффициент усиления мощности более 2%.
Инновации в материалах и конструкциях – ключ к обеспечению эффективной генерации электроэнергии. Передовые технологии аккумуляторов (такие как TOPCon N-типа) способствуют постоянному росту мощности компонентов, и массовые продукты достигли диапазона 670–720 Вт. Для снижения потерь на затенение на передней панели и повышения эффективности токосъёма в отрасли были внедрены конструкции без зернистости (например, структура 20BB) и усовершенствованные технологии печати (например, стальная трафаретная печать). Что касается упаковки, конструкция из двойного стекла (со стеклом как спереди, так и сзади) обеспечивает превосходную защиту, поддерживая затухание компонента в течение первого года в пределах 1% и средний годовой коэффициент затухания ниже 0,4%, что значительно превосходит показатели традиционных компонентов с одним стеклом. Для решения проблемы большого веса модулей с двойным стеклом (особенно крупногабаритных) было разработано лёгкое решение с прозрачным задним листом, позволяющее снизить вес модулей размером 210 до менее 25 кг, что значительно упрощает монтаж.
Адаптивность к окружающей среде — ещё одно важное преимущество двухстороннего модуля с двойным стеклом. Прочная конструкция из двух стекол обеспечивает ему отличную стойкость к атмосферным воздействиям, эффективно противостоя затуханию, вызванному электропотенциалом (PID), интенсивному ультрафиолетовому излучению, граду, высокой влажности, коррозии от солевого тумана и резким перепадам температур. Создавая демонстрационные электростанции в различных климатических зонах по всему миру (например, в районах с сильным холодом, сильным ветром, высокой температурой и высокой влажностью), производители компонентов постоянно проверяют их способность к долговременной и стабильной работе в экстремальных условиях.
Преимущества применения: повышение экономической эффективности фотоэлектрических проектов.
Ценность двухсторонних модулей с двойным стеклом в конечном итоге отражается на экономической эффективности на протяжении всего жизненного цикла проекта, особенно в конкретных сценариях применения:
Крупномасштабные наземные электростанции: мультипликатор дохода в районах с высокой отражающей способностью: в пустынных, заснеженных или светлоокрашенных районах усиление обратной стороны может напрямую снизить приведенную стоимость электроэнергии (LCOE) проекта. Например, в одном из крупнейших фотоэлектрических проектов в Латинской Америке – электростанции «Cerrado Solar» мощностью 766 МВт в Бразилии – установка двусторонних модулей с двойным стеклом не только приводит к значительному увеличению выработки электроэнергии, но и, как ожидается, к сокращению выбросов углекислого газа на 134 000 тонн в год. Анализ экономической модели показывает, что в таких регионах, как Саудовская Аравия, внедрение современных двусторонних модулей может снизить приведенную стоимость электроэнергии (LCOE) примерно на 5% по сравнению с традиционными технологиями, а также сэкономить затраты на балансировку системы (BOS).
Распределенная фотоэлектрическая энергетика: использование потенциала крыш и сложных рельефов: на промышленных и коммерческих крышах высокая плотность мощности означает установку систем большей мощности на ограниченной площади, что снижает стоимость установки. Расчёты показывают, что в крупномасштабных кровельных проектах применение высокоэффективных двусторонних модулей может значительно снизить стоимость генерального подряда (EPC) и увеличить чистую прибыль проекта. Кроме того, в условиях сложного рельефа, например, на цементных заводах и в высокогорных районах, превосходная стойкость к механическим нагрузкам и перепадам температур делает модули с двойным стеклом надёжным выбором. Некоторые производители уже выпустили продукцию и решения по монтажу, разработанные по индивидуальному заказу для особых условий, например, для высокогорья.
Соответствие новому рынку электроэнергии: оптимизация доходов от цен на электроэнергию: по мере роста популярности механизма ценообразования по времени потребления, цена на электроэнергию, соответствующая традиционному полуденному пику генерации фотоэлектрических систем, может снизиться. Двусторонние модули, благодаря высокому коэффициенту двусторонних модулей и превосходной способности реагировать на слабый свет, могут вырабатывать больше электроэнергии утром и вечером, когда цены на электроэнергию высоки, что позволяет кривой генерации лучше соответствовать пиковому периоду цен на электроэнергию и, таким образом, увеличивать общую выручку.
Статус заявки: Глобальное проникновение и глубокое развитие сцены
Карта применения двухсторонних модулей с двойным стеклом стремительно расширяется по всему миру:
Широкомасштабное региональное применение стало общепринятым: в регионах с высокой степенью облучения и отражения, таких как пустыня на Ближнем Востоке, пустыня Гоби на западе Китая и Латиноамериканское нагорье, двусторонние модули с двойным стеклом стали предпочтительным выбором для строительства новых крупных наземных электростанций. В то же время, в заснеженных регионах, таких как Северная Европа, также в полной мере используется высокий коэффициент усиления, обеспечиваемый отражением от задней поверхности компонента (до 25%).
Появляются индивидуальные решения для конкретных условий: в отрасли наблюдается тенденция к глубокой адаптации к конкретным условиям применения. Например, в ответ на проблему песка и пыли на электростанциях в пустыне некоторые компоненты были разработаны со специальными структурами поверхности для уменьшения накопления пыли, снижения частоты очистки и затрат на эксплуатацию и обслуживание; в проекте агрофотоэлектрической системы на крыше теплицы используется светопропускающий двусторонний модуль для достижения синергии между выработкой электроэнергии и сельскохозяйственным производством. Для суровых морских или прибрежных условий были разработаны компоненты из двухслойного стекла с повышенной коррозионной стойкостью.
Взгляд в будущее: постоянные инновации и решение проблем
Будущее развитие двухсторонних модулей из двойного стекла полно жизненных сил, но оно также должно напрямую решать проблемы:
Эффективность продолжает расти: технологии N-типа, представленные компанией TOPCon, в настоящее время являются основным фактором повышения эффективности двусторонних модулей. Более прорывная технология тандемных ячеек на основе перовскита и кристаллического кремния продемонстрировала потенциал КПД преобразования более 34% в лабораторных условиях и, как ожидается, станет ключом к резкому повышению эффективности следующего поколения двусторонних модулей. В то же время, двусторонний коэффициент преобразования, превышающий 90%, дополнительно увеличит вклад в генерацию энергии на обратной стороне.
Динамическая корректировка рыночной конъюнктуры: Текущая доля двусторонних модулей на рынке постоянно растёт, но в будущем она может столкнуться со структурными изменениями. По мере развития технологий снижения веса и снижения затрат на производство модулей с одним стеклом (например, технологии LECO для повышения водостойкости и использования более экономичных упаковочных материалов) ожидается рост их доли на рынке распределенных кровельных систем. Двусторонние модули с двойным стеклом продолжат укреплять свои доминирующие позиции на наземных электростанциях, особенно в условиях высокой отражающей способности.
Основные задачи, которые необходимо решить:
Баланс веса и стоимости: увеличение веса, обусловленное двухслойной конструкцией (примерно на 30%), является основным препятствием для её широкомасштабного применения в кровлях. Прозрачные подложки имеют широкие перспективы в качестве лёгкой альтернативы, но их долгосрочная (более 25 лет) устойчивость к атмосферным воздействиям, УФ-излучению и водонепроницаемость ещё требуют подтверждения более подробными эмпирическими данными.
Адаптируемость системы: популяризация крупногабаритных и мощных компонентов требует одновременной модернизации вспомогательного оборудования, такого как системы кронштейнов и инверторы, что увеличивает сложность конструкции системы и первоначальные инвестиционные затраты, а также требует совместной оптимизации на протяжении всей производственной цепочки.
Время публикации: 18 июня 2025 г.