Фотоелектрична галузь переживає революцію ефективності та надійності, яку очолюють двохвильові двосторонні сонячні модулі (широко відомі як двосторонні модулі з подвійним склом). Ця технологія змінює технічний шлях та схему застосування світового ринку фотоелектричних систем, виробляючи електроенергію шляхом поглинання світлової енергії з обох боків компонентів та поєднуючи її зі значними перевагами довговічності, що забезпечуються скляною упаковкою. У цій статті буде проведено поглиблений аналіз основних характеристик, практичної цінності застосування, а також можливостей та викликів, з якими вони зіткнуться в майбутньому з двосторонніми модулями з подвійним склом, розкриваючи, як вони сприяють розвитку фотоелектричної галузі до вищої ефективності, нижчої вартості кіловат-години та ширшої адаптивності до різних сценаріїв.
Основні технічні характеристики: Подвійний стрибок у ефективності та надійності
Основна перевага двостороннього модуля з подвійним склом полягає в його революційній здатності генерувати енергію. На відміну від традиційних односторонніх модулів, його задня панель може ефективно вловлювати відбите від землі світло (наприклад, пісок, сніг, світлі дахи або цементні підлоги), забезпечуючи значну додаткову генерацію енергії. У галузі це відомо як «двостороннє посилення». Наразі двостороннє співвідношення (співвідношення ефективності генерації енергії на задній панелі до передньої) основних продуктів зазвичай сягає від 85% до 90%. Наприклад, у середовищах з високим відбиттям, таких як пустелі, посилення на задній панелі компонентів може призвести до збільшення загальної генерації енергії на 10%-30%. Тим часом цей тип компонентів краще працює в умовах низького опромінення (наприклад, у дощові дні або рано вранці та пізно ввечері), зі збільшенням потужності понад 2%.
Інновації в матеріалах та конструкціях є ключем до підтримки ефективного виробництва електроенергії. Передові технології акумуляторів (такі як N-type TOPCon) сприяють постійному зростанню потужності компонентів, а основні продукти увійшли в діапазон 670-720 Вт. Щоб зменшити втрати на переднє затінення та підвищити ефективність збору струму, галузь впровадила беззернисті конструкції (такі як структура 20BB) та вдосконалені технології друку (такі як сталевий трафаретний друк). На рівні упаковки конструкція з подвійним склом (зі склом як спереду, так і ззаду) забезпечує чудовий захист, утримуючи затухання компонента протягом першого року в межах 1%, а середньорічний коефіцієнт затухання нижче 0,4%, що значно перевершує традиційні компоненти з одним склом. Щоб вирішити проблему великої ваги модулів з подвійним склом (особливо великогабаритних), з'явилося рішення з легким прозорим заднім шаром, яке дозволило зменшити вагу модулів розміром 210 до менш ніж 25 кілограмів, що значно полегшило труднощі з встановленням.
Адаптивність до навколишнього середовища є ще однією важливою перевагою двостороннього склопакетного модуля. Його міцна конструкція з подвійного скла забезпечує йому чудову стійкість до погодних умов, ефективно протидіючи ослабленню, викликаному електропотенціалом (PID), сильному ультрафіолетовому випромінюванню, впливу граду, високій вологості, корозії в сольовому тумані та різким перепадам температур. Створюючи демонстраційні електростанції в різних кліматичних зонах світу (таких як райони з високим рівнем холоду, сильним вітром, високою температурою та високою вологістю), виробники компонентів постійно перевіряють їхні довгострокові стабільні експлуатаційні можливості в екстремальних умовах.
Переваги застосування: Сприяння економічному покращенню фотоелектричних проектів
Цінність двосторонніх модулів з подвійним склопакетом зрештою відображається в економічній доцільності протягом усього життєвого циклу проекту, особливо в конкретних сценаріях застосування:
Великі наземні електростанції: мультиплікатор доходу в районах з високим коефіцієнтом відбиття: у пустельних, засніжених або світлих поверхнях зворотне посилення може безпосередньо знизити вирівняну вартість електроенергії (LCOE) проекту. Наприклад, в одному з найбільших фотоелектричних проектів у Латинській Америці – електростанції «Cerrado Solar» потужністю 766 МВт у Бразилії, розгортання двосторонніх скляних модулів не тільки призводить до значного збільшення виробництва електроенергії, але й, як очікується, скоротить викиди вуглекислого газу на 134 000 тонн щорічно. Аналіз економічної моделі показує, що в таких регіонах, як Саудівська Аравія, впровадження передових двосторонніх модулів може знизити LCOE приблизно на 5% порівняно з традиційними технологіями, а також заощадити витрати на балансування системи (BOS).
Розподілена фотоелектрична енергія: Використання потенціалу дахів та спеціальних місцевостей: На промислових та комерційних дахах висока щільність потужності означає встановлення систем більшої потужності на обмеженій площі, тим самим знижуючи вартість встановлення блоку. Розрахунки показують, що у великомасштабних дахових проектах використання високоефективних двосторонніх модулів може значно знизити вартість генерального підряду з проектування (EPC) та збільшити чистий прибуток проекту. Крім того, у складних місцевостях, таких як цементні майданчики та високогір'я, відмінна стійкість до механічних навантажень та перепадів температур склопакетних модулів робить їх надійним вибором. Деякі виробники вже випустили індивідуальні продукти та монтажні рішення для спеціальних середовищ, таких як високогір'я.
Відповідність новому ринку електроенергії: оптимізація доходів від ціни на електроенергію: оскільки механізм ціноутворення на електроенергію за часом використання стає дедалі популярнішим, ціна на електроенергію, що відповідає традиційному полуденному піку виробництва фотоелектричної енергії, може знизитися. Двосторонні модулі з високим двостороннім співвідношенням та чудовою здатністю реагувати на слабке освітлення можуть виробляти більше електроенергії вранці та ввечері, коли ціни на електроенергію високі, що дозволяє кривій виробництва електроенергії краще відповідати періоду пікових цін на електроенергію та тим самим збільшувати загальний дохід.
Статус заявки: Глобальне проникнення та поглиблене культивування сцени
Карта застосування двосторонніх модулів з подвійним склопакетом швидко розширюється по всьому світу:
Регіональне великомасштабне застосування стало мейнстрімом: у регіонах з високим рівнем опромінення та високим рівнем відбиття, таких як пустеля Близького Сходу, пустеля Гобі на заході Китаю та Латиноамериканське плоскогір'я, двосторонні модулі з подвійним склом стали кращим вибором для будівництва нових великих наземних електростанцій. Тим часом для засніжених регіонів, таких як Північна Європа, також повністю використовується характеристика високого коефіцієнта посилення відбиття компонента від снігу (до 25%).
З'являються індивідуальні рішення для конкретних сценаріїв: галузь демонструє тенденцію до глибокої кастомізації для конкретних умов застосування. Наприклад, у відповідь на проблему піску та пилу на пустельних електростанціях деякі компоненти були розроблені зі спеціальними поверхневими структурами для зменшення накопичення пилу, зниження частоти очищення та витрат на експлуатацію та обслуговування; у додатковому агрофотоелектричному проекті на даху теплиці використовується світлопроникний двосторонній модуль для досягнення синергії між виробництвом електроенергії та сільськогосподарським виробництвом. Для суворих морських або прибережних середовищ були розроблені компоненти з подвійним склом з підвищеною корозійною стійкістю.
Перспективи на майбутнє: постійні інновації та вирішення проблем
Майбутній розвиток двосторонніх модулів з подвійним склопакетом сповнений життєвої сили, але йому також необхідно безпосередньо протистояти таким викликам:
Ефективність продовжує зростати: технології N-типу, представлені TOPCon, наразі є основною рушійною силою у підвищенні ефективності двофазних модулів. Більш проривна технологія тандемних елементів на основі перовскіту/кристалічного кремнію продемонструвала потенціал ефективності перетворення понад 34% у лабораторії та, як очікується, стане ключем до стрибка ефективності наступного покоління двофазних модулів. Тим часом, коефіцієнт двофазності, що перевищує 90%, ще більше збільшить внесок у виробництво енергії на зворотному боці.
Динамічне коригування ринкової структури: Поточна частка ринку двосторонніх модулів постійно зростає, але в майбутньому вона може зіткнутися зі структурними змінами. Очікується, що оскільки модулі з одним склом розвиваються в технологіях полегшення та контролю витрат (таких як процеси LECO для покращення водостійкості та використання більш економічно ефективних пакувальних матеріалів), їхня частка на ринку розподілених дахів зростатиме. Двосторонні модулі з подвійним склом продовжуватимуть зміцнювати своє домінуюче становище на наземних електростанціях, особливо в сценаріях з високим коефіцієнтом відбиття.
Основні проблеми, які потрібно вирішити:
Баланс ваги та вартості: Збільшення ваги, спричинене подвійною склопакетною конструкцією (близько 30%), є основною перешкодою для її широкомасштабного застосування в покрівлях. Прозорі задні листи мають широкі перспективи як легка альтернатива, але їх довгострокова (понад 25 років) стійкість до атмосферних впливів, стійкість до ультрафіолетового випромінювання та водостійкість все ще потребують перевірки за допомогою додаткових емпіричних даних щодо зовнішніх умов.
Адаптивність системи: Популяризація великогабаритних та потужних компонентів вимагає одночасної модернізації допоміжного обладнання, такого як системи кронштейнів та інвертори, що збільшує складність проектування системи та початкові інвестиційні витрати, а також вимагає спільної оптимізації по всьому промисловому ланцюжку.
Час публікації: 18 червня 2025 р.