Фотоэлектрическая промышленность переживает революцию в повышении эффективности и надежности, возглавляемую двухсторонними солнечными модулями с двойной стеклянной оболочкой (широко известными как двухсторонние модули с двойным стеклом). Эта технология меняет техническую модель и структуру применения на мировом рынке фотоэлектрической энергии, генерируя электроэнергию путем поглощения световой энергии с обеих сторон компонентов и сочетая это со значительными преимуществами в долговечности, обеспечиваемыми стеклянной оболочкой. В данной статье будет проведен углубленный анализ основных характеристик, практической ценности, а также возможностей и проблем, с которыми столкнутся двухсторонние модули с двойным стеклом в будущем, раскрывая, как они способствуют повышению эффективности, снижению стоимости киловатт-часа и расширению возможностей адаптации к различным сценариям в фотоэлектрической отрасли.
Основные технические характеристики: двойной скачок в эффективности и надежности.
Главная привлекательность двухсторонних модулей с двойным стеклом заключается в их прорывной способности к выработке электроэнергии. В отличие от традиционных односторонних модулей, их обратная сторона эффективно улавливает отраженный от поверхности свет (например, от песка, снега, светлых крыш или цементных полов), обеспечивая значительное увеличение выработки электроэнергии. В отрасли это известно как «двустороннее усиление». В настоящее время коэффициент двусторонней выработки (отношение эффективности выработки электроэнергии на обратной стороне к эффективности на лицевой стороне) у основных продуктов обычно достигает 85–90%. Например, в условиях высокой отражательной способности, таких как пустыни, усиление обратной стороны компонентов может привести к увеличению общей выработки электроэнергии на 10–30%. При этом этот тип компонентов демонстрирует лучшие показатели в условиях низкой освещенности (например, в дождливые дни или ранним утром и поздним вечером), обеспечивая усиление мощности более чем на 2%.
Инновации в материалах и конструкциях являются ключом к обеспечению эффективной выработки электроэнергии. Передовые аккумуляторные технологии (такие как N-тип TOPCon) способствуют постоянному росту мощности компонентов, и основные продукты достигли диапазона 670-720 Вт. Для уменьшения потерь от затенения с лицевой стороны и повышения эффективности сбора тока отрасль внедрила конструкции без основных волокон (например, структура 20BB) и усовершенствованные технологии печати (например, трафаретная печать на стали). На уровне упаковки двухслойная стеклянная конструкция (со стеклом спереди и сзади) обеспечивает превосходную защиту, сохраняя затухание в первый год в пределах 1% и средний годовой коэффициент затухания ниже 0,4%, что значительно превосходит традиционные однослойные компоненты. Для решения проблемы большого веса модулей с двухслойным стеклом (особенно больших размеров) было разработано легкое решение с прозрачной задней панелью, позволяющее снизить вес модулей типоразмера 210 до менее чем 25 килограммов, что значительно облегчает монтаж.
Еще одним важным преимуществом двухсторонних модулей с двойным стеклом является их адаптивность к окружающей среде. Прочная конструкция из двойного стекла обеспечивает превосходную устойчивость к атмосферным воздействиям, эффективно противодействуя затуханию, вызванному электропотенциалом (PID), сильному ультрафиолетовому излучению, граду, высокой влажности, коррозии в солевом тумане и резким перепадам температур. Создавая демонстрационные электростанции в различных климатических зонах по всему миру (например, в районах с сильным холодом, сильным ветром, высокими температурами и высокой влажностью), производители компонентов постоянно проверяют их способность к долговременной стабильной работе в экстремальных условиях.
Преимущества применения: Способствует экономической эффективности фотоэлектрических проектов.
Ценность двухсторонних модулей с двойным остеклением в конечном итоге отражается на экономической целесообразности на протяжении всего жизненного цикла проекта, особенно в конкретных сценариях применения:
Крупномасштабные наземные электростанции: мультипликатор дохода в районах с высокой отражательной способностью: в пустынных, заснеженных или светлых районах увеличение солнечной энергии с 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 – использование двусторонних модулей с двойным стеклом не только приводит к значительному увеличению выработки электроэнергии, но и, как ожидается, сократит выбросы углекислого газа на 134 000 тонн в год. Анализ экономической модели показывает, что в таких регионах, как Саудовская Аравия, внедрение передовых двусторонних модулей может снизить LCOE примерно на 5% по сравнению с традиционными технологиями, а также сэкономить на затратах на системный баланс (BOS).
Распределенная фотоэлектрическая энергия: использование потенциала крыш и сложных ландшафтов: на крышах промышленных и коммерческих зданий высокая плотность мощности означает установку систем большей мощности на ограниченной площади, что снижает себестоимость установки. Расчеты показывают, что в крупномасштабных проектах по установке солнечных батарей на крышах использование высокоэффективных двусторонних модулей может значительно снизить стоимость генерального проектирования и строительства (EPC) и увеличить чистую прибыль проекта. Кроме того, на сложных ландшафтах, таких как цементные заводы и высокогорные районы, превосходная механическая прочность и устойчивость к перепадам температур модулей с двойным остеклением делают их надежным выбором. Некоторые производители уже выпустили специализированные продукты и решения для установки в особых условиях, таких как высокогорные районы.
Соответствие новому энергетическому рынку: Оптимизация доходов от ценообразования на электроэнергию: По мере роста популярности механизма ценообразования на электроэнергию в зависимости от времени суток, цена на электроэнергию, соответствующая традиционному пику выработки электроэнергии в полдень, может снижаться. Двусторонние модули, благодаря высокому коэффициенту двусторонней выработки и отличной способности реагировать на слабый свет, могут вырабатывать больше электроэнергии утром и вечером, когда цены на электроэнергию высоки, что позволяет кривой выработки электроэнергии лучше соответствовать пиковому периоду цен на электроэнергию и, следовательно, увеличивать общий доход.
Статус приложения: Глобальное проникновение и углубленное изучение рынка.
Область применения двухсторонних модулей с двойным стеклопакетом стремительно расширяется по всему миру:
Региональное крупномасштабное применение стало общепринятой практикой: в регионах с высокой интенсивностью излучения и высоким коэффициентом отражения, таких как пустыня Ближнего Востока, пустыня Гоби на западе Китая и Латиноамериканское плато, двусторонние модули с двойным стеклом стали предпочтительным выбором для строительства новых крупных наземных электростанций. В то же время, для заснеженных регионов, таких как Северная Европа, в полной мере используется высокое усиление обратной стороны компонента при отражении снега (до 25%).
Появляются индивидуальные решения для конкретных сценариев: в отрасли наблюдается тенденция к глубокой индивидуализации под конкретные условия применения. Например, в ответ на проблему песка и пыли на электростанциях в пустыне были разработаны некоторые компоненты со специальной структурой поверхности для уменьшения накопления пыли, снижения частоты очистки, а также эксплуатационных и ремонтных расходов; в проекте по взаимодополняющей агрофотовольтаике 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 с двойным стеклом, обладающие повышенной коррозионной стойкостью.
Перспективы на будущее: непрерывные инновации и решение проблем.
Перспективы развития двухсторонних модулей с двойным стеклопакетом полны энергии, но им также предстоит напрямую столкнуться с вызовами:
Эффективность продолжает расти: технологии N-типа, представленные компанией TOPCon, в настоящее время являются основной движущей силой повышения эффективности двусторонних модулей. Более прорывная технология тандемных ячеек на основе перовскита и кристаллического кремния продемонстрировала потенциал эффективности преобразования более 34% в лабораторных условиях и, как ожидается, станет ключом к скачку в эффективности следующего поколения двусторонних модулей. Между тем, коэффициент двусторонней поверхности, превышающий 90%, еще больше увеличит вклад в выработку электроэнергии на обратной стороне.
Динамическая корректировка рыночной структуры: текущая рыночная доля двусторонних модулей постоянно растет, но в будущем она может столкнуться со структурными изменениями. По мере совершенствования технологий снижения веса и снижения стоимости однослойных модулей (таких как процессы LECO для повышения водостойкости и использование более экономичных упаковочных материалов), ожидается увеличение их доли на рынке распределенных кровельных систем. Двусторонние модули с двойным остеклением продолжат укреплять свои доминирующие позиции на наземных электростанциях, особенно в условиях высокой отражательной способности.
Основные задачи, которые необходимо решить:
Баланс веса и стоимости: увеличение веса, вызванное двойной стеклянной конструкцией (примерно на 30%), является основным препятствием для ее широкомасштабного применения в кровельных материалах. Прозрачные задние панели имеют широкие перспективы в качестве легкой альтернативы, но их долговременная (более 25 лет) устойчивость к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению и воде все еще нуждается в подтверждении дополнительными эмпирическими данными, полученными в условиях эксплуатации на открытом воздухе.
Адаптируемость системы: Распространение крупногабаритных и мощных компонентов требует одновременной модернизации вспомогательного оборудования, такого как кронштейны и инверторы, что увеличивает сложность проектирования системы и первоначальные инвестиционные затраты, а также требует совместной оптимизации на протяжении всей производственной цепочки.
Дата публикации: 18 июня 2025 г.