Fotoelektrinių lanksčių modulių ir įprastų modulių palyginimas

Įvadas

Visuotinai siekiant tvarios energijos sprendimų, fotoelektrinės (PV) technologijos tapo pagrindiniu varžovu. PV moduliai, pagrindiniai saulės energijos sistemų komponentai, yra įvairių rūšių, o lankstūs moduliai ir įprasti moduliai yra dvi svarbios kategorijos. Šie du modulių tipai pasižymi skirtingomis savybėmis, atsižvelgiant į jų konstrukciją, našumą, ilgaamžiškumą, kainą ir taikymo scenarijus. Išsamus jų skirtumų supratimas yra labai svarbus priimant pagrįstus sprendimus kuriant PV sistemos projektavimą, montavimą ir panaudojimą, nesvarbu, ar dideliems masto energijos gamybos projektams, gyvenamosioms patalpoms ar specializuotai naudojimui mobiliojoje ir unikalioje aplinkoje.

2023 m. Pasaulinė saulės energija siekė 1,6 TW, o standžiojo kristalinio silicio (C-SI) moduliai, dominuojantys 95% rinkos. Tačiau lankstūs PV moduliai, naudojant plonuosius filmus (CIGS, CDTE) ir kylančias perovskito technologijas, įgauna trauką nišose.

Technologijų palyginimas

Medžiagos kompozicija

Pagrindinė informacija: lankstūs moduliai sumažina medžiagų naudojimą 78%, tačiau pasižymi didesniu šiluminiu koeficientu (-0,3%/ laipsnis, palyginti su C-SI -0,4%/ laipsniu).

Gamybos procesai

Įprasta: aukštos temperatūros difuzija (900 laipsnių), skirtukiniai/styginiai, stiklo laminavimas.

Lankstus: nusėdimas su ritinėliu iki ritinio (R2R) esant 150–300 laipsnių, monolitinė integracija.

Energijos atsipirkimo laikas: 1,8 metų C-Si vs . 1.1 CIG.

Našumo metrika

Elektros charakteristikos

Efektyvumas:

C-SI: 22,8% (laboratorija), 19–21% (komercinė).

Lanksčiai CIG: 17,5% (NREL sertifikuota), 23%-„Perovskite-C-Si“ tandemo prototipams.

Temperatūros koeficientas: lankstūs moduliai rodo 15% mažesnį galios nuostolį esant 65 laipsnių aplinkos.

Mechaninis patikimumas

Lankstelio ištvermė:

c-Si fails at >0,5% deformacija (3 mm deformacija virš 1 m ilgio).

CIGS palaiko 2000 ciklų, kai 2%.

Kelnės poveikis: stiklo moduliai atlaiko 25 mm krušą 23 m/s; Lanksčioms versijoms reikalingos apsauginės dangos.

Ekonominė analizė

Išlaidų skilimas (USD/vatas)

Pastaba: lankstūs moduliai sumažina sistemos balanso sąnaudas 40% transporto priemonės integruotų PV programų.

Poveikis aplinkai

Medžiaga ir energija

Įprasti kristaliniai silicio moduliai apima energijos - intensyvų silicio valymą (iki 1500 laipsnių) ir stiklo/aliuminio rėmų gamybą, todėl išmetimas yra didelis anglies kiekis ({300 - 800 g co₂e/watt). Jų energijos atlyginimas - atgal laikas (EPBT) yra 1 - 3 metai.

Lanksčiai ploni filmų moduliai (A - SI, CIGS, CDTE) gamyboje sunaudoja mažiau energijos. Amorfinis silicio nusėdimas atsiranda esant žemesnei temperatūrai, o riedėjimo ritinys - riedėjimo gamyba sumažina energijos nuostolius, kai EPBT yra 0.5 - 2 metai. Išmetami išmetamieji teršalai ({100 - 300 G co₂e/Watt), tačiau CDTE moduliai kelia kadmio toksiškumo riziką.

Diegimo fazė

Įprastiems moduliams reikalingi plokšti paviršiai ir atraminės konstrukcijos, kuriems reikia daugiau žemės (su augmenijos valymu) ir sunkesnį transportavimą, padidinant išmetamųjų teršalų kiekį. Stogo stogo įrenginiai gali reikalauti struktūrinio armatūros.

Lankstūs moduliai, lengvi ir sulankstomi, tinkami išlenkti/netaisyklingi paviršiai, sumažinantys žemės naudojimą. Jie dažnai montuoja be didelių gabaritų atramų, pjaustydami transportavimo energiją ir įjungimą.

Operacinis etapas

Abu sukuria švarią elektrą, išstumiantį iškastinį kurą. Įprasti moduliai yra jautrūs šilumai ir šešėliavimui, todėl norint patenkinti taikinius, reikia daugiau vienetų.

Lankstūs moduliai geriau veikia esant silpnam apšvietimui ir aukštoje temperatūroje, o aukštesnė šešėlinė tolerancija, sumažindami papildomų modulių poreikį.

Konkrečios programos pranašumai

Lanksčiai moduliai

Išlenktų pastato paviršiai (0,1–0,3 kg/m² vs . 12 kg/m² c-Si)

Transporto priemonių integracija („Tesla CyberTruck“ atvejo tyrimas: 15 km per dieną pridedamas diapazonas)

Integruotas fotoelektros (BIPV): Lankstūs moduliai gali būti puikiai integruoti su pastatais kaip pastatų fasadų, stogų ar langų dalis, siekiant dvigubų fotoelektrinių galios generavimo tikslų ir estetikos.

Įprasti moduliai

Didelio masto komunalinių paslaugų svetainės (30 metų patikimumo patikrinimas)

Didelė švitinimo sritis (geresnis ultravioletinių spindulių stabilumas)

Išvada

Nors įprasti PV moduliai išlaiko efektyvumą ir banko pranašumą, lanksčios technologijos įgalina naujas taikymo paradigmas. Pasirinkimas priklauso nuo konkretaus projekto svorio, formos faktoriaus ir ilgaamžiškumo reikalavimų.