השוואה בין מודולים גמישים פוטו -וולטאיים ומודולים קונבנציונליים

מָבוֹא

במרדף העולמי אחר פתרונות אנרגיה בר -קיימא, טכנולוגיית Photovoltaic (PV) התגלתה כמתמודד מוביל. מודולי PV, המרכיבים הבסיסיים של מערכות כוח סולאריות, מגיעים בסוגים שונים, כאשר מודולים גמישים ומודולים קונבנציונליים הם שתי קטגוריות בולטות. לשני סוגים אלה של מודולים מאפיינים מובחנים מבחינת בנייה, ביצועים, עמידות, עלות ויישומים שלהם. הבנה מקיפה של ההבדלים ביניהם היא קריטית לקבלת החלטות מושכלות בתכנון, התקנה וניצול של מערכות PV, בין אם לפרויקטים גדולים של ייצור חשמל, יישומי מגורים או שימושים מיוחדים בסביבות ניידות וייחודיות.

קיבולת השמש העולמית הגיעה ל -1.6 TW בשנת 2023, עם מודולי סיליקון גבישי נוקשה (C-SI) השולטים ב 95% מהשוק. עם זאת, מודולי PV גמישים באמצעות סרט דק (CIGS, CDTE) וטכנולוגיות perovskite מתעוררות צוברים מתיחה ביישומי נישה.

השוואה טכנולוגית

הרכב חומרי

מידע מפתח: מודולים גמישים מפחיתים את השימוש בחומרים ב- 78%אך מציגים מקדם תרמי גבוה יותר (-0.3%/ מעלות לעומת C-SI -0.4%/ מעלה).

תהליכי ייצור

קונבנציונאלי: דיפוזיה בטמפרטורה גבוהה (900 מעלות), כרטיסיות/מיתר, למינציה זכוכית.

גמיש: תצהיר גליל לרגל (R2R) בתשלום של 150-300 מעלות, שילוב מונוליטי.

זמן החזר אנרגיה: 1.8 שנים עבור C-Si לעומת . 1.1 שנים עבור CIGS.

מדדי ביצועים

מאפיינים חשמליים

יְעִילוּת:

C-SI: 22.8% (מעבדה), 19-21% (מסחריים).

CIGS גמיש: 17.5% (מוסמך NREL), 23% עבור אבות-טיפוס טנדם Perovskite-C-Si.

מקדם טמפרטורה: מודולים גמישים מראים 15% אובדן כוח נמוך יותר בסביבה של 65 מעלות.

אמינות מכנית

סיבולת גמישות:

c-Si fails at >זן של 0.5% (סטיה של 3 מ"מ באורך 1 מ ').

CIGS מקיים 2000 מחזורים במתח של 2%.

השפעה על ברד: מודולים מבוססי זכוכית עומדים ברד 25 מ"מ בגובה 23 מ '/שניות; גרסאות גמישות דורשות ציפוי מגן.

ניתוח כלכלי

פירוט עלויות (USD/WATT)

הערה: מודולים גמישים מפחיתים את עלויות יתרת המערכת ב- 40% ביישומי PV משולבים ברכב.

השפעה סביבתית

חומר ואנרגיה

מודולי סיליקון גבישים קונבנציונליים כוללים אנרגיה - טיהור סיליקון אינטנסיבי (עד 1500 מעלות) וייצור מסגרות זכוכית/אלומיניום, מה שמוביל לפליטות פחמן גבוהות (300 - 800 g Co₂e/watt). זמן האנרגיה שלהם - זמן אחורה (EPBT) הוא 1 - 3 שנים.

מודולי סרטים דקים גמישים (A - SI, CIGS, CDTE) משתמשים בפחות אנרגיה בייצור. תמצית סיליקון אמורפית מתרחשת בטמפרטורות נמוכות יותר, וייצור גליל לגליל מפחית את אובדן האנרגיה, עם EPBT של 0.5 - 2 שנים. הפליטות נמוכות יותר (100 - 300 g Co₂e/Watt), אך מודולי CDTE נושאים סיכוני רעילות של CADMIUM.

שלב ההתקנה

מודולים קונבנציונליים זקוקים למשטחים שטוחים ולמבני תמיכה, הדורשים יותר אדמות (עם פינוי צמחייה) ותחבורה כבדה יותר, מה שמגדיל את הפליטות. מתקני גג עשויים לדרוש חיזוק מבני.

מודולים גמישים, משקל קל וניתן להתכופף, מתאימים משטחים מעוקלים/לא סדירים, ומפחיתים את השימוש בקרקע. לעתים קרובות הם מתקינים ללא תמיכה מגושמת, חותכים אנרגיית תחבורה ופליטות אתרים.

שלב תפעולי

שניהם מייצרים חשמל נקי, ועקורים דלקים מאובנים. מודולים קונבנציונליים רגישים לחום ולהצללות, ובכך עשויים להזדקק ליחידות נוספות כדי לעמוד ביעדים.

מודולים גמישים ביצועים טובים יותר בטמפרטורות אור נמוכות וטמפרטורות גבוהות, עם סובלנות הצללה מעולה, ומפחיתים את הצורך במודולים נוספים.

יתרונות ספציפיים ליישום

מודולים גמישים

משטחי בנייה מעוקלים (0.1-0.3 ק"ג/מ"ר לעומת . 12 ק"ג/מ"ר עבור C-Si)

שילוב רכב (טסלה CyberTruck מקרה מקרה: טווח נוסף של 15 ק"מ ליום)

פוטו -וולטאי משולב (BIPV): ניתן לשלב בצורה מושלמת מודולים גמישים עם בניינים כחלק מחזיתות בניין, גגות או חלונות, ולהשיג את המטרות הכפולות של ייצור כוח פוטו -וולטאי ואסתטיקה בנייה.

מודולים קונבנציונליים

אתרי שירות ציבורי בקנה מידה גדול (אימות אמינות של 30 שנה)

אזור הקרנה גבוה (יציבות אולטרה סגול טובה יותר)

מַסְקָנָה

בעוד שמודולי PV קונבנציונליים שומרים על עליונות ביעילות ובבנקיות, טכנולוגיות גמישות מאפשרות פרדיגמות יישום חדשות. הבחירה תלויה בדרישות הספציפיות לפרויקט למשקל, גורם צורה ועמידות.