Fotovoltaický priemysel prechádza revolúciou v oblasti efektívnosti a spoľahlivosti, ktorú vedú dvojvlnné bifaciálne solárne moduly (bežne známe ako bifaciálne dvojsklené moduly). Táto technológia mení technický postup a aplikačný model globálneho fotovoltaického trhu tým, že vyrába elektrinu absorbovaním svetelnej energie z oboch strán komponentov a kombinuje ju s významnými výhodami v oblasti odolnosti, ktoré prináša sklenené balenie. Tento článok sa bude venovať hĺbkovej analýze základných charakteristík, praktickej aplikačnej hodnoty, ako aj príležitostí a výziev, ktorým budú v budúcnosti čeliť bifaciálne dvojsklené moduly, a odhalí, ako posúvajú fotovoltaický priemysel k vyššej účinnosti, nižším nákladom na kilowatthodinu a širšej adaptabilite na rôzne scenáre.
Hlavné technické vlastnosti: Dvojitý skok v účinnosti a spoľahlivosti
Hlavné čaro obojstranného modulu s dvojitým sklom spočíva v jeho prelomovej schopnosti generovať energiu. Na rozdiel od tradičných jednostranných modulov dokáže jeho zadná strana efektívne zachytiť odrazené svetlo od zeme (napríklad od piesku, snehu, svetlých striech alebo cementových podláh), čo prináša značný dodatočný generátor energie. V priemysle je to známe ako „obojstranný zisk“. V súčasnosti dosahuje obojstranný pomer (pomer účinnosti generovania energie na zadnej strane k účinnosti generovania energie na prednej strane) bežných produktov vo všeobecnosti 85 % až 90 %. Napríklad v prostrediach s vysokým odrazom, ako sú púšte, môže zisk na zadnej strane komponentov priniesť 10 % až 30 % zvýšenie celkovej výroby energie. Zároveň tento typ komponentu dosahuje lepšie výsledky v podmienkach s nízkym ožiarením (napríklad v daždivých dňoch alebo skoro ráno a neskoro večer) so ziskom výkonu viac ako 2 %.
Inovácie v materiáloch a konštrukciách sú kľúčom k podpore efektívnej výroby energie. Pokročilé batériové technológie (ako napríklad TOPCon typu N) neustále zvyšujú výkon komponentov a bežné produkty vstúpili do rozsahu 670 – 720 W. Na zníženie strát pri tienení prednej strany a zvýšenie účinnosti zberu prúdu zaviedlo odvetvie bezzrnné konštrukcie (ako napríklad konštrukcia 20BB) a zdokonalené technológie tlače (ako napríklad sieťotlač ocele). Na úrovni balenia ponúka dvojsklo (so sklom na prednej aj zadnej strane) vynikajúcu ochranu, pričom udržiava útlm komponentu v prvom roku do 1 % a priemernú ročnú mieru útlmu pod 0,4 %, čo je oveľa lepšie ako u tradičných jednosklových komponentov. Na riešenie problému veľkej hmotnosti dvojsklových modulov (najmä veľkých) sa objavilo riešenie s ľahkou priehľadnou spodnou vrstvou, ktoré umožnilo znížiť hmotnosť modulov veľkosti 210 na menej ako 25 kilogramov, čím sa výrazne zmiernili ťažkosti s inštaláciou.
Ďalšou hlavnou výhodou obojstranného dvojskleného modulu je prispôsobivosť prostrediu. Jeho robustná dvojsklená konštrukcia mu poskytuje vynikajúcu odolnosť voči poveternostným vplyvom, účinne odoláva útlmu indukovanému elektropotenciálom (PID), silnému ultrafialovému žiareniu, krupobitiu, vysokej vlhkosti, korózii spôsobenej soľnou hmlou a drastickým teplotným rozdielom. Vybudovaním demonštračných elektrární v rôznych klimatických zónach po celom svete (ako sú oblasti s vysokým chladom, silným vetrom, vysokými teplotami a vysokou vlhkosťou) výrobcovia komponentov neustále overujú svoje dlhodobé stabilné prevádzkové schopnosti v extrémnych prostrediach.
Výhody aplikácie: Podpora ekonomického zlepšovania fotovoltaických projektov
Hodnota obojstranných dvojsklených modulov sa v konečnom dôsledku odráža v ekonomickej životaschopnosti počas celého životného cyklu projektu, najmä v špecifických aplikačných scenároch:
Veľké pozemné elektrárne: Multiplikátor príjmov vo vysoko odrazových oblastiach: V púštnych, zasnežených alebo svetlých povrchoch môže zisk zo spätného toku priamo znížiť náklady na elektrinu (LCOE) projektu. Napríklad v jednom z najväčších fotovoltaických projektov v Latinskej Amerike – elektrárni „Cerrado Solar“ s výkonom 766 MW v Brazílii, nasadenie obojstranných dvojsklených modulov nielenže vedie k výraznému zvýšeniu výroby energie, ale očakáva sa aj zníženie emisií oxidu uhličitého o 134 000 ton ročne. Analýza ekonomického modelu ukazuje, že v regiónoch, ako je Saudská Arábia, môže prijatie pokročilých obojstranných modulov znížiť LCOE približne o 5 % v porovnaní s tradičnými technológiami a zároveň ušetriť náklady na vyváženie systému (BOS).
Distribuovaná fotovoltaická energia: Využitie potenciálu striech a špeciálnych terénov: Na priemyselných a komerčných strechách znamená vysoká hustota výkonu inštaláciu systémov s väčšou kapacitou v obmedzenej oblasti, čím sa znižujú náklady na inštaláciu jednotky. Výpočty ukazujú, že pri rozsiahlych strešných projektoch môže použitie vysokoúčinných bifaciálnych modulov výrazne znížiť náklady na generálne dodávky inžinierskych prác (EPC) a zvýšiť čistý zisk projektu. Okrem toho v oblastiach so zložitým terénom, ako sú cementárne a vysoké nadmorské výšky, vďaka vynikajúcej odolnosti voči mechanickému zaťaženiu a teplotným rozdielom sú dvojsklené moduly spoľahlivou voľbou. Niektorí výrobcovia už uviedli na trh produkty na mieru a inštalačné riešenia pre špeciálne prostredia, ako sú vysoké nadmorské výšky.
Prispôsobenie sa novému trhu s energiou: Optimalizácia príjmov z ceny elektriny: Keďže mechanizmus ceny elektriny podľa času spotreby sa stáva čoraz populárnejším, cena elektriny zodpovedajúca tradičnej poludňajšej špičke výroby fotovoltaickej energie môže klesnúť. Bifaciálne moduly s vysokým bifaciálnym pomerom a vynikajúcou schopnosťou odozvy na slabé svetlo dokážu vyrobiť viac elektriny počas rána a večera, keď sú ceny elektriny vysoké, čo umožňuje, aby krivka výroby energie lepšie zodpovedala obdobiu špičkovej ceny elektriny, a tým sa zvýšili celkové príjmy.
Stav aplikácie: Globálna penetrácia a hĺbková kultivácia scény
Mapa aplikácií obojstranných dvojsklených modulov sa celosvetovo rýchlo rozširuje:
Regionalizované rozsiahle aplikácie sa stali bežnými: V oblastiach s vysokým ožiarením a vysokým odrazom svetla, ako je púšť Blízkeho východu, púšť Gobi v západnej Číne a Latinskoamerická náhorná plošina, sa bifaciálne moduly s dvojitým sklom stali preferovanou voľbou pre výstavbu nových veľkých pozemných elektrární. V zasnežených oblastiach, ako je severná Európa, sa zároveň plne využíva aj funkcia vysokého zisku, ktorú komponent poskytuje odraz svetla pod snehom (až 25 %).
Vznikajú riešenia na mieru pre špecifické scenáre: Priemysel vykazuje trend hlbokého prispôsobovania pre špecifické aplikačné prostredia. Napríklad v reakcii na problém s pieskom a prachom v púštnych elektrárňach boli niektoré komponenty navrhnuté so špeciálnymi povrchovými štruktúrami na zníženie hromadenia prachu, zníženie frekvencie čistenia a nákladov na prevádzku a údržbu. V doplnkovom projekte agrofotovoltiky sa na streche skleníka používa obojstranný modul prepúšťajúci svetlo, aby sa dosiahla synergia medzi výrobou energie a poľnohospodárskou produkciou. Pre náročné morské alebo pobrežné prostredie boli vyvinuté komponenty s dvojitým sklom so silnejšou odolnosťou proti korózii.
Výhľad do budúcnosti: Neustále inovácie a riešenie výziev
Budúci vývoj obojstranných modulov s dvojitým sklom je plný vitality, ale musí tiež priamo čeliť výzvam:
Účinnosť naďalej rastie: Technológie typu N, ktoré predstavuje spoločnosť TOPCon, sú v súčasnosti hlavnou silou pri zvyšovaní účinnosti bifaciálnych modulov. Prevratnejšia technológia tandemových článkov s perovskitom/kryštalickým kremíkom preukázala v laboratóriu potenciál účinnosti konverzie viac ako 34 % a očakáva sa, že sa stane kľúčom k skoku v účinnosti novej generácie bifaciálnych modulov. Bifaciálny pomer presahujúci 90 % zároveň ďalej zvýši príspevok k výrobe energie na druhej strane.
Dynamické prispôsobenie sa trhovému vzorcu: Súčasný trhový podiel bifaciálnych modulov neustále rastie, ale v budúcnosti môže čeliť štrukturálnym zmenám. S rozvojom jednovrstvových modulov v oblasti technológií ľahkej výroby a kontroly nákladov (ako sú procesy LECO na zlepšenie odolnosti voči vode a používanie nákladovo efektívnejších obalových materiálov) sa očakáva, že ich podiel na trhu s distribuovanými strechami sa zvýši. Bifaciálne dvojvrstvové moduly si budú naďalej upevňovať svoje dominantné postavenie v pozemných elektrárňach, najmä v scenároch s vysokým odrazom.
Hlavné výzvy, ktoré treba vyriešiť:
Rovnováha medzi hmotnosťou a nákladmi: Hlavnou prekážkou jej rozsiahleho použitia v strechách je nárast hmotnosti spôsobený dvojsklom (približne 30 %). Priehľadné spodné vrstvy majú široké vyhliadky ako ľahká alternatíva, ale ich dlhodobá (viac ako 25 rokov) odolnosť voči poveternostným vplyvom, UV žiareniu a vodeodolnosť si ešte vyžaduje overenie ďalšími empirickými údajmi z vonkajšieho prostredia.
Prispôsobivosť systému: Popularizácia veľkých a výkonných komponentov si vyžaduje súčasnú modernizáciu podporných zariadení, ako sú konzolové systémy a meniče, čo zvyšuje zložitosť návrhu systému a počiatočné investičné náklady a vyžaduje si spoločnú optimalizáciu v celom priemyselnom reťazci.
Čas uverejnenia: 18. júna 2025