การเปรียบเทียบโมดูลที่มีความยืดหยุ่นของเซลล์แสงอาทิตย์และโมดูลทั่วไป

การแนะนำ

ในการแสวงหาโซลูชั่นพลังงานที่ยั่งยืนทั่วโลกเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) ได้กลายเป็นนักสู้ชั้นนำ โมดูล PV ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของระบบพลังงานแสงอาทิตย์มีหลายประเภทพร้อมโมดูลที่ยืดหยุ่นและโมดูลทั่วไปเป็นสองประเภทที่โดดเด่น โมดูลทั้งสองประเภทนี้มีลักษณะที่แตกต่างกันในแง่ของการก่อสร้างประสิทธิภาพความทนทานค่าใช้จ่ายและสถานการณ์แอปพลิเคชัน ความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับความแตกต่างของพวกเขาเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตัดสินใจอย่างชาญฉลาดในการออกแบบระบบ PV การติดตั้งและการใช้งานไม่ว่าจะเป็นโครงการผลิตพลังงานขนาดใหญ่แอพพลิเคชั่นที่อยู่อาศัยหรือการใช้งานเฉพาะทางในสภาพแวดล้อมมือถือและที่ไม่ซ้ำกัน

กำลังการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลกสูงถึง 1.6 TW ในปี 2566 ด้วยโมดูลซิลิคอนผลึกแข็ง (C-SI) ที่เข้มงวดซึ่งมีอำนาจเหนือกว่า 95% ของตลาด อย่างไรก็ตามโมดูล PV ที่ยืดหยุ่นโดยใช้ฟิล์มบาง (CIGs, CDTE) และเทคโนโลยี Perovskite ที่เกิดขึ้นใหม่กำลังได้รับแรงฉุดในแอปพลิเคชันเฉพาะ

การเปรียบเทียบเทคโนโลยี

องค์ประกอบของวัสดุ

ข้อมูลสำคัญ: โมดูลที่ยืดหยุ่นลดการใช้วัสดุ 78%แต่แสดงค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนที่สูงขึ้น (-0.3%/ องศาเทียบกับ C-Si -0.4%/ องศา)

กระบวนการผลิต

ธรรมดา: การแพร่กระจายอุณหภูมิสูง (900 องศา), การแท็บ/สตริง, การเคลือบแก้ว

ยืดหยุ่น: การสะสมม้วนสู่โรล (R2R) ที่ 150-300 องศาการรวมเสาหิน

เวลาคืนทุนพลังงาน: 1.8 ปีสำหรับ C-Si vs . 1.1 ปีสำหรับ CIGS

ตัวชี้วัดประสิทธิภาพ

ลักษณะไฟฟ้า

ประสิทธิภาพ:

C-SI: 22.8% (ห้องปฏิบัติการ), 19-21% (เชิงพาณิชย์)

CIG ที่ยืดหยุ่น: 17.5% (NREL Certified), 23% สำหรับต้นแบบ Tandem Perovskite-C-Si

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ: โมดูลที่ยืดหยุ่นแสดงการสูญเสียพลังงานลดลง 15% ที่รอบ 65 องศา

ความน่าเชื่อถือเชิงกล

ความอดทนโค้งงอ:

c-Si fails at >สายพันธุ์ 0.5% (การเบี่ยงเบน 3 มม. มากกว่าความยาว 1 ม.)

CIGS ค้ำจุน 2,000 รอบที่ความเครียด 2%

ผลกระทบลูกเห็บ: โมดูลที่ใช้แก้วทนต่อการทักทาย 25 มม. ที่ 23m/s; เวอร์ชันที่ยืดหยุ่นต้องการการเคลือบป้องกัน

การวิเคราะห์ทางเศรษฐกิจ

การแบ่งต้นทุน (USD/Watt)

หมายเหตุ: โมดูลที่มีความยืดหยุ่นลดค่าใช้จ่ายในการปรับสมดุลของระบบ 40% ในแอปพลิเคชัน PV แบบรวมยานพาหนะ

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

วัสดุและพลังงาน

โมดูลซิลิคอนผลึกแบบดั้งเดิมเกี่ยวข้องกับพลังงาน - การทำให้บริสุทธิ์ซิลิคอนแบบเข้มข้น (สูงสุด 1,500 องศา) และการผลิตเฟรมแก้ว/อลูมิเนียมนำไปสู่การปล่อยคาร์บอนสูง (300 - 800 g co₂e/watt) พลังงานของพวกเขา - เวลาย้อนกลับ (EPBT) คือ 1 - 3 ปี

โมดูลฟิล์มบางที่ยืดหยุ่น (A - SI, CIGS, CDTE) ใช้พลังงานน้อยลงในการผลิต การสะสมของซิลิคอนอสัณฐานเกิดขึ้นที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าและม้วน - ถึง - การผลิตม้วนช่วยลดการสูญเสียพลังงานด้วย EPBT ของ 0.5 - 2 ปี การปล่อยมลพิษต่ำกว่า (100 - 300 g co₂e/watt) แต่โมดูล CDTE มีความเสี่ยงความเป็นพิษของแคดเมียม

ขั้นตอนการติดตั้ง

โมดูลทั่วไปต้องการพื้นผิวที่เรียบและโครงสร้างรองรับซึ่งต้องการพื้นที่มากขึ้น (ด้วยการล้างพืช) และการขนส่งที่หนักขึ้นเพิ่มการปล่อยมลพิษ การติดตั้งบนดาดฟ้าอาจต้องการการเสริมแรงโครงสร้าง

โมดูลที่ยืดหยุ่นน้ำหนักเบาและโค้งงอพื้นผิวโค้ง/ไม่สม่ำเสมอลดการใช้ที่ดิน พวกเขามักจะติดตั้งโดยไม่มีการสนับสนุนขนาดใหญ่ตัดพลังงานการขนส่งและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกบน -

ขั้นตอนการปฏิบัติงาน

ทั้งสองสร้างกระแสไฟฟ้าที่สะอาดแทนที่เชื้อเพลิงฟอสซิล โมดูลทั่วไปมีความไวต่อความร้อนและการแรเงาซึ่งอาจต้องการหน่วยมากขึ้นเพื่อให้บรรลุเป้าหมาย

โมดูลที่มีความยืดหยุ่นทำงานได้ดีขึ้นในแสงต่ำและอุณหภูมิสูงพร้อมความทนทานต่อการแรเงาที่เหนือกว่าลดความต้องการโมดูลพิเศษ

ข้อได้เปรียบเฉพาะแอปพลิเคชัน

โมดูลที่ยืดหยุ่น

พื้นผิวอาคารโค้ง (0.1-0.3kg/m²ต่อ . 12 kg/m²สำหรับ C-Si)

การรวมยานพาหนะ (กรณีศึกษาของ Tesla Cybertruck: ช่วงเพิ่ม 15 กม./วัน)

โซลาร์เซลล์แบบบูรณาการ (BIPV): โมดูลที่ยืดหยุ่นสามารถรวมเข้ากับอาคารได้อย่างสมบูรณ์แบบซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอาคารอาคารหลังคาหรือหน้าต่างบรรลุเป้าหมายคู่ของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์และความสวยงาม

โมดูลทั่วไป

ไซต์ยูทิลิตี้สาธารณะขนาดใหญ่ (การตรวจสอบความน่าเชื่อถือ 30 ปี)

พื้นที่การฉายรังสีสูง (ความเสถียรของอัลตราไวโอเลตที่ดีขึ้น)

บทสรุป

ในขณะที่โมดูล PV ทั่วไปยังคงความเหนือกว่าในด้านประสิทธิภาพและความสามารถในการธนาคารเทคโนโลยีที่ยืดหยุ่นช่วยให้เกิดกระบวนทัศน์แอปพลิเคชันใหม่ ตัวเลือกขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของโครงการสำหรับน้ำหนักฟอร์มแฟคเตอร์และความทนทาน