Ngành công nghiệp quang điện đang trải qua một cuộc cách mạng về hiệu suất và độ tin cậy, dẫn đầu là các mô-đun năng lượng mặt trời hai mặt sóng kép (thường được gọi là mô-đun kính đôi hai mặt). Công nghệ này đang định hình lại lộ trình kỹ thuật và mô hình ứng dụng của thị trường quang điện toàn cầu bằng cách tạo ra điện bằng cách hấp thụ năng lượng ánh sáng từ cả hai mặt của các thành phần và kết hợp nó với những lợi thế đáng kể về độ bền của bao bì thủy tinh. Bài viết này sẽ phân tích sâu sắc các đặc điểm cốt lõi, giá trị ứng dụng thực tế, cũng như những cơ hội và thách thức mà mô-đun kính đôi hai mặt sẽ phải đối mặt trong tương lai, đồng thời hé lộ cách chúng thúc đẩy ngành công nghiệp quang điện hướng tới hiệu suất cao hơn, chi phí trên mỗi kilowatt-giờ thấp hơn và khả năng thích ứng rộng hơn với nhiều tình huống khác nhau.
Các tính năng kỹ thuật cốt lõi: Bước nhảy vọt kép về hiệu quả và độ tin cậy
Điểm hấp dẫn cốt lõi của mô-đun kính đôi hai mặt nằm ở khả năng tạo ra điện đột phá của nó. Không giống như các mô-đun một mặt truyền thống, mặt sau của nó có thể thu được ánh sáng phản xạ từ mặt đất một cách hiệu quả (như cát, tuyết, mái nhà sáng màu hoặc sàn xi măng), mang lại nguồn điện bổ sung đáng kể. Điều này được biết đến trong ngành là "tăng cường hai mặt". Hiện tại, tỷ lệ hai mặt (tỷ lệ hiệu suất tạo ra điện ở mặt sau so với mặt trước) của các sản phẩm chính thống thường đạt 85% đến 90%. Ví dụ, trong môi trường có độ phản xạ cao như sa mạc, mức tăng cường mặt sau của các thành phần có thể mang lại mức tăng 10% -30% trong tổng sản lượng điện. Trong khi đó, loại thành phần này hoạt động tốt hơn trong điều kiện bức xạ thấp (như những ngày mưa hoặc sáng sớm và tối muộn), với mức tăng công suất hơn 2%.
Đổi mới về vật liệu và cấu trúc là chìa khóa để hỗ trợ sản xuất điện hiệu quả. Các công nghệ pin tiên tiến (như TOPCon loại N) đang thúc đẩy công suất của các thành phần tiếp tục tăng và các sản phẩm chính đã bước vào phạm vi 670-720W. Để giảm tổn thất bóng râm phía trước và tăng cường hiệu quả thu thập dòng điện, ngành công nghiệp đã giới thiệu các thiết kế không có hạt chính (như cấu trúc 20BB) và các công nghệ in tinh vi (như in lưới thép). Ở cấp độ đóng gói, cấu trúc kính đôi (với kính ở cả mặt trước và mặt sau) mang lại khả năng bảo vệ vượt trội, giữ cho độ suy giảm trong năm đầu tiên của thành phần trong vòng 1% và tỷ lệ suy giảm trung bình hàng năm dưới 0,4%, vượt trội hơn nhiều so với các thành phần kính đơn truyền thống. Để giải quyết thách thức về trọng lượng lớn của các mô-đun kính đôi (đặc biệt là các mô-đun có kích thước lớn), một giải pháp tấm nền trong suốt nhẹ đã ra đời, cho phép giảm trọng lượng của các mô-đun kích thước 210 xuống dưới 25 kg, giảm đáng kể những khó khăn khi lắp đặt.
Khả năng thích ứng với môi trường là một lợi thế lớn khác của mô-đun kính đôi hai mặt. Cấu trúc kính đôi chắc chắn mang lại khả năng chống chịu thời tiết tuyệt vời, chống lại hiệu quả hiện tượng suy giảm điện thế (PID), tia cực tím mạnh, tác động của mưa đá, độ ẩm cao, ăn mòn do muối biển và chênh lệch nhiệt độ lớn. Bằng cách thiết lập các nhà máy điện trình diễn tại các vùng khí hậu khác nhau trên thế giới (như vùng có nhiệt độ cực thấp, gió mạnh, nhiệt độ cao và độ ẩm cao), các nhà sản xuất linh kiện liên tục kiểm tra khả năng vận hành ổn định lâu dài của chúng trong các môi trường khắc nghiệt.
Ưu điểm ứng dụng: Thúc đẩy cải thiện kinh tế của các dự án quang điện
Giá trị của mô-đun kính hai mặt cuối cùng được phản ánh ở tính khả thi về mặt kinh tế trong toàn bộ vòng đời của dự án, đặc biệt là trong các tình huống ứng dụng cụ thể:
Nhà máy điện mặt đất quy mô lớn: Hệ số nhân doanh thu tại các khu vực có độ phản xạ cao: Ở các khu vực sa mạc, tuyết rơi hoặc bề mặt sáng màu, lợi ích mặt sau có thể trực tiếp giảm chi phí điện năng san bằng (LCOE) của dự án. Ví dụ, tại một trong những dự án quang điện lớn nhất ở Mỹ Latinh – nhà máy điện “Cerrado Solar” công suất 766 MW ở Brazil, việc triển khai các mô-đun kính đôi hai mặt không chỉ dẫn đến sự gia tăng đáng kể sản lượng điện mà còn dự kiến sẽ giảm 134.000 tấn khí thải carbon dioxide mỗi năm. Phân tích mô hình kinh tế cho thấy tại các khu vực như Ả Rập Xê Út, việc áp dụng các mô-đun hai mặt tiên tiến có thể giảm LCOE khoảng 5% so với các công nghệ truyền thống, đồng thời tiết kiệm chi phí cân bằng hệ thống (BOS).
Điện mặt trời phân tán: Khai thác tiềm năng của mái nhà và địa hình đặc biệt: Trên mái nhà công nghiệp và thương mại, mật độ công suất cao đồng nghĩa với việc lắp đặt các hệ thống công suất lớn hơn trong một diện tích hạn chế, do đó giảm chi phí lắp đặt. Các tính toán cho thấy trong các dự án mái nhà quy mô lớn, việc áp dụng mô-đun hai mặt hiệu suất cao có thể giảm đáng kể chi phí tổng thầu thiết kế (EPC) và tăng lợi nhuận ròng của dự án. Ngoài ra, ở những khu vực địa hình phức tạp như công trường xi măng và vùng cao, khả năng chịu tải cơ học và chênh lệch nhiệt độ tuyệt vời của mô-đun kính đôi khiến chúng trở thành một lựa chọn đáng tin cậy. Một số nhà sản xuất đã tung ra các sản phẩm và giải pháp lắp đặt tùy chỉnh cho các môi trường đặc biệt như vùng cao.
Phù hợp với thị trường điện mới: Tối ưu hóa doanh thu giá điện: Khi cơ chế giá điện theo thời gian sử dụng ngày càng phổ biến, giá điện tương ứng với thời điểm cao điểm phát điện mặt trời truyền thống vào buổi trưa có thể giảm. Các mô-đun hai mặt, với tỷ lệ hai mặt cao và khả năng phản ứng tuyệt vời với ánh sáng yếu, có thể sản xuất nhiều điện hơn vào buổi sáng và buổi tối khi giá điện cao, cho phép đường cong sản xuất điện phù hợp hơn với thời điểm cao điểm, từ đó cải thiện tổng doanh thu.
Trạng thái ứng dụng: Thâm nhập toàn cầu và Phát triển bối cảnh chuyên sâu
Bản đồ ứng dụng của mô-đun kính hai mặt đang mở rộng nhanh chóng trên toàn thế giới:
Ứng dụng quy mô lớn theo khu vực đã trở nên phổ biến: Ở các khu vực có cường độ bức xạ và độ phản xạ cao như sa mạc Trung Đông, sa mạc Gobi ở miền tây Trung Quốc và cao nguyên Mỹ Latinh, mô-đun kính đôi hai mặt đã trở thành lựa chọn ưu tiên cho việc xây dựng các nhà máy điện mặt đất quy mô lớn mới. Trong khi đó, đối với các khu vực có tuyết rơi như Bắc Âu, đặc tính khuếch đại cao của tấm pin dưới lớp tuyết phản xạ (lên đến 25%) cũng được tận dụng tối đa.
Các giải pháp tùy chỉnh cho các tình huống cụ thể đang nổi lên: Ngành công nghiệp đang cho thấy xu hướng tùy chỉnh sâu cho các môi trường ứng dụng cụ thể. Ví dụ, để giải quyết vấn đề cát và bụi của các nhà máy điện sa mạc, một số bộ phận đã được thiết kế với cấu trúc bề mặt đặc biệt để giảm thiểu bụi tích tụ, giảm tần suất vệ sinh và chi phí vận hành, bảo trì; Trong dự án bổ sung quang điện nông nghiệp, mô-đun hai mặt truyền sáng được sử dụng trên mái nhà kính để đạt được sự kết hợp hài hòa giữa sản xuất điện và sản xuất nông nghiệp. Đối với môi trường biển hoặc ven biển khắc nghiệt, các bộ phận kính hai lớp có khả năng chống ăn mòn cao hơn đã được phát triển.
Triển vọng tương lai: Đổi mới liên tục và giải quyết thách thức
Sự phát triển trong tương lai của mô-đun kính hai mặt rất sôi động, nhưng cũng cần phải đối mặt trực tiếp với những thách thức:
Hiệu suất tiếp tục tăng: Công nghệ loại N do TOPCon đại diện hiện đang là động lực chính trong việc nâng cao hiệu suất của các mô-đun hai mặt. Công nghệ tế bào quang điện song song perovskite/silicon tinh thể đột phá hơn đã chứng minh tiềm năng hiệu suất chuyển đổi lên tới hơn 34% trong phòng thí nghiệm và dự kiến sẽ trở thành chìa khóa cho bước nhảy vọt về hiệu suất của thế hệ mô-đun hai mặt tiếp theo. Đồng thời, tỷ lệ hai mặt vượt quá 90% sẽ tiếp tục nâng cao hiệu quả phát điện ở mặt sau.
Điều chỉnh linh hoạt mô hình thị trường: Thị phần hiện tại của mô-đun hai mặt đang liên tục tăng, nhưng có thể sẽ phải đối mặt với những thay đổi về mặt cấu trúc trong tương lai. Khi mô-đun một mặt kính ngày càng hoàn thiện về công nghệ trọng lượng nhẹ và kiểm soát chi phí (như quy trình LECO để cải thiện khả năng chống nước và sử dụng vật liệu đóng gói tiết kiệm chi phí hơn), thị phần của chúng trên thị trường mái phân tán dự kiến sẽ tăng lên. Mô-đun hai mặt kính sẽ tiếp tục củng cố vị thế thống lĩnh của mình trong các nhà máy điện lắp đặt trên mặt đất, đặc biệt là trong các kịch bản phản xạ cao.
Những thách thức cốt lõi cần giải quyết:
Cân bằng giữa trọng lượng và chi phí: Trọng lượng tăng thêm của kết cấu kính đôi (khoảng 30%) là rào cản chính cho việc ứng dụng rộng rãi trên mái nhà. Tấm ốp trong suốt có triển vọng rộng mở như một giải pháp thay thế nhẹ, nhưng khả năng chống chịu thời tiết, chống tia UV và chống nước lâu dài (trên 25 năm) của chúng vẫn cần được kiểm chứng bằng nhiều dữ liệu thực nghiệm ngoài trời hơn.
Khả năng thích ứng của hệ thống: Việc phổ biến các thành phần có kích thước lớn và công suất cao đòi hỏi phải nâng cấp đồng thời các thiết bị hỗ trợ như hệ thống giá đỡ và biến tần, làm tăng tính phức tạp của thiết kế hệ thống và chi phí đầu tư ban đầu, đồng thời đòi hỏi sự tối ưu hóa hợp tác trên toàn bộ chuỗi công nghiệp.
Thời gian đăng: 18-06-2025