Perbandingan modul fleksibel fotovoltaik dan modul konvensional

Pengenalan

Dalam usaha mencari penyelesaian tenaga lestari, teknologi fotovoltaik (PV) telah muncul sebagai pesaing utama. Modul PV, komponen asas sistem kuasa solar, datang dalam pelbagai jenis, dengan modul fleksibel dan modul konvensional menjadi dua kategori yang menonjol. Kedua -dua jenis modul ini mempunyai ciri -ciri yang berbeza dari segi pembinaan, prestasi, ketahanan, kos, dan senario aplikasi mereka. Pemahaman yang komprehensif mengenai perbezaan mereka adalah penting untuk membuat keputusan yang tepat dalam reka bentuk, pemasangan, dan penggunaan sistem PV, sama ada untuk projek penjanaan kuasa skala besar, aplikasi kediaman, atau kegunaan khusus dalam persekitaran mudah alih dan unik.

Kapasiti solar global mencapai 1.6 TW pada tahun 2023, dengan modul silikon kristal tegar (C-Si) menguasai 95% pasaran. Walau bagaimanapun, modul PV yang fleksibel menggunakan filem nipis (CIGS, CDTE) dan teknologi perovskite yang baru muncul mendapat daya tarikan dalam aplikasi khusus.

Perbandingan Teknologi

Komposisi bahan

Maklumat utama: Modul fleksibel mengurangkan penggunaan bahan sebanyak 78%tetapi mempamerkan pekali terma yang lebih tinggi (-0.3%/ darjah vs C-Si -0.4%/ darjah).

Proses pembuatan

Konvensional: Penyebaran suhu tinggi (900 darjah), tabbing/stringing, laminasi kaca.

Fleksibel: pemendapan roll-to-roll (R2R) pada 150-300 darjah, integrasi monolitik.

Masa Payback Tenaga: 1.8 tahun untuk C-Si vs . 1.1 tahun untuk CIGs.

Metrik prestasi

Ciri -ciri elektrik

Kecekapan:

C-Si: 22.8% (makmal), 19-21% (komersial).

CIGS fleksibel: 17.5% (NREL disahkan), 23% untuk prototaip perovskite-c-si tandem.

Koefisien suhu: Modul fleksibel menunjukkan kehilangan kuasa 15% lebih rendah pada ambien 65 darjah.

Kebolehpercayaan mekanikal

Ketahanan lenturan:

c-Si fails at >0.5% ketegangan (pesongan 3mm lebih dari 1m panjang).

CIGS mengekalkan kitaran 2000 pada ketegangan 2%.

Hail Impact: Modul berasaskan kaca menahan hujan 25mm pada 23m/s; Versi fleksibel memerlukan salutan pelindung.

Analisis ekonomi

Pecahan Kos (USD/Watt)

Nota: Modul fleksibel mengurangkan kos imbangan sistem sebanyak 40% dalam aplikasi PV bersepadu kenderaan.

Kesan alam sekitar

Bahan dan tenaga

Modul silikon kristal konvensional melibatkan tenaga - penyucian silikon intensif (sehingga 1500 darjah) dan pengeluaran bingkai kaca/aluminium, yang membawa kepada pelepasan karbon tinggi (300 - 800 g co₂e/watt). Tenaga mereka membayar - masa belakang (EPBT) adalah 1 - 3 tahun.

Flexible Thin - Modul Filem (A - SI, CIGS, CDTE) menggunakan kurang tenaga dalam pengeluaran. Pemendapan silikon amorfik berlaku pada suhu yang lebih rendah, dan pembuatan roll roll mengurangkan kehilangan tenaga, dengan EPBT 0.5 - 2 tahun. Pelepasan lebih rendah (100 - 300 g co₂e/watt), tetapi modul CDTE membawa risiko ketoksikan kadmium.

Fasa pemasangan

Modul konvensional memerlukan permukaan rata dan struktur sokongan, yang memerlukan lebih banyak tanah (dengan pembersihan tumbuh -tumbuhan) dan pengangkutan yang lebih berat, meningkatkan pelepasan. Pemasangan bumbung boleh menuntut tetulang struktur.

Modul fleksibel, permukaan ringan dan bendam, sesuai dengan permukaan melengkung/tidak teratur, mengurangkan penggunaan tanah. Mereka sering memasang tanpa sokongan besar, memotong tenaga pengangkutan dan pelepasan tapak.

Fasa operasi

Kedua -duanya menjana elektrik bersih, menggantikan bahan api fosil. Modul konvensional sensitif terhadap haba dan teduhan, yang berpotensi memerlukan lebih banyak unit untuk memenuhi sasaran.

Modul fleksibel melakukan lebih baik dalam cahaya rendah dan suhu tinggi, dengan toleransi teduhan unggul, mengurangkan keperluan untuk modul tambahan.

Kelebihan aplikasi khusus

Modul fleksibel

Permukaan bangunan melengkung (0.1-0.3kg/m² vs . 12 kg/m² untuk c-Si)

Integrasi Kenderaan (Kajian Kes Tesla Cybertruck: Julat Tambah 15km/Hari)

Fotovoltaik Bersepadu (BIPV): Modul fleksibel boleh disepadukan dengan sempurna dengan bangunan sebagai sebahagian daripada fasad bangunan, bumbung, atau tingkap, mencapai matlamat ganda penjanaan kuasa fotovoltaik dan estetika bangunan.

Modul konvensional

Laman utiliti awam berskala besar (pengesahan kebolehpercayaan 30 tahun)

Kawasan penyinaran tinggi (kestabilan ultraviolet yang lebih baik)

Kesimpulan

Walaupun modul PV konvensional mengekalkan keunggulan dalam kecekapan dan kebolehpercayaan, teknologi fleksibel membolehkan paradigma aplikasi baru. Pilihan bergantung kepada keperluan khusus projek untuk berat, faktor bentuk, dan ketahanan.