PV_2_2021

Welcome to interactive presentation, created with Publuu. Enjoy the reading!

Made with Publuu.com

magazyn fotowoltaika 2/2021

TeCHnOLOGIe

tandardowy moduł fotowoltaiczny waży od 12 do 16 kg/m2

(moduł szyba-szyba w granicach 14–17 kg/m2), a razem z kon-

strukcją łączna waga może przekroczyć 40 kg/m2. Sprawia to, że

w przypadku niektórych wielkopowierzchniowych budynków

montaż konwencjonalnych modułów staje się problematyczny

lub w ogóle niemożliwy. Kwestia ta dotyczy często nowych maga-

zynów i hal produkcyjnych pokrytych dachami membranowymi,

których dostępna nośność bywa mniejsza niż 10 kg/m2. Należy

wspomnieć, że głównym czynnikiem wpływającym na nośność

dachu budynku są opady śniegu. W Polsce do 2006 roku budynki

projektowano, przyjmując 5-letni okres powrotu obciążenia śnie-

giem, natomiast wprowadzenie normy PN-EN 1991-1-3: 2005

Eurokod 1 wydłużyło ten okres do 50 lat. W rezultacie, w myśl

nowych przepisów, nośność wielu starszych obiektów uległa istot-

nemu zmniejszeniu. Również zastosowanie fotowoltaiki na środ-

kach transportu bądź balonach stratosferycznych wymaga mini-

malizacji obciążenia (rys. 1). W takich sytuacjach rozwiązaniem

mogą być lekkie moduły fotowoltaiczne. Przyjmuje się, że do tej

grupy zalicza się urządzenia o wadze nieprzekraczającej 5 kg/m2.

Większość lekkich modułów składa się z polimerowych arku-

szy, pomiędzy którymi znajdują się zalaminowane ogniwa cien-

kowarstwowe. W niektórych przypadkach jako rdzeń stosuje

się aluminium lub stal nierdzewną. Szkło i rama stanowią odpo-

wiednio około 69% i 11% masy konwencjonalnego modułu PV.

Tym samym usunięcie ich pozwala na istotne obniżenie wagi.

Ponadto zastosowanie ogniw cienkowarstwowych wykonanych

np. z krzemu amorfi cznego lub mikrokrystalicznego zapewnia

modułowi elastyczność, która bywa wymagana np. w zastosowa-

niach wojskowych lub transportowych. Pełnowymiarowe moduły

cienkowarstwowe (CIGS) zwykle nie osiągają sprawności wyż-

szej niż kilkanaście procent. Najlepsze moduły CIGS mają spraw-

ność około 19%. Jedynie zastosowanie ogniw z krzemu krystalicz-

nego pozwala na przekroczenie 20-procentowego progu spraw-

ności. Stąd wykorzystanie monokrystalicznych ogniw krzemo-

wych jest alternatywnym podejściem umożliwiającym wytworze-

nie lekkiego modułu, który jednak zachowuje wysoką sprawność.

Lekki moduł na bazie ogniw krzemowych

W ramach projektu POIR.01.01.01-00-0050/17 realizo-

wanego od roku 2017 przez fi rmę Xdisc SA prowadzono prace

mające na celu opracowanie nowego typu modułów fotowoltaicz-

nych, spełniających takie warunki, jak:

–

niska masa (ok. 3,5 kg/m2),

–

wysoka sprawność (co najmniej 19%) przy zachowaniu

minimalnej nominalnej mocy na poziomie 200 Wp,

–

możliwość stosowania w instalacjach on-grid,

–

powierzchnia samoczyszcząca (o własnościach hydrofo-

bowych).

Opracowano cztery rodzaje modułów prototypowych. Wyniki

pomiarów wykonanych we własnym laboratorium oraz w nie-

zależnych centrach badawczych, m.in. KEZO Centrum Badaw-

czym PAN, pokazały, że w przypadku wszystkich czterech proto-

typów osiągnięto wysoce satysfakcjonujące wartości wymaganych

parametrów.

Rysunek 2 przedstawia wygląd przedniej strony każdego

z prototypów. Wszystkie wytworzone prototypy są bezramowe

i nie posiadają szyby. Moduły można montować za pomocą taśmy

lub stosując standardowe konstrukcje fotowoltaiczne poprzez

Lekkie moduły fotowoltaiczne produkowane

w Polsce

Coraz szybszy rozwój fotowoltaiki (PV) sprawia, że powstają produkty dedykowane do

konkretnych zastosowań. W branżach, w których liczy się przede wszystkim minimalizacja

obciążenia, ciekawe rozwiązanie stanowią lekkie moduły fotowoltaiczne (LPV).

Krzysztof Mik, CB KEZO PAN

Maciej Juźwik, CB KEZO PAN/Platforma PV

IMiO WEiTI PW/ PV Lab

Rys. 1. Przykłady zastosowania lekkich modułów w transporcie

Rys. 2. Widok przedniej strony prototypów

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56