Vergleich von flexiblen Photovoltaikmodulen und herkömmlichen Modulen

Einführung

Bei der globalen Verfolgung nachhaltiger Energielösungen hat sich die Photovoltaik (PV) -Technologie als führender Konkurrent herausgestellt. PV -Module, die grundlegenden Komponenten von Solarenergiesystemen, sind in verschiedenen Typen erhältlich, wobei flexible Module und herkömmliche Module zwei prominente Kategorien sind. Diese beiden Arten von Modulen haben unterschiedliche Merkmale in Bezug auf Konstruktion, Leistung, Haltbarkeit, Kosten und Anwendungsszenarien. Ein umfassendes Verständnis ihrer Unterschiede ist entscheidend, um fundierte Entscheidungen in Bezug auf das Design, die Installation und die Nutzung von PV -Systemen zu treffen, sei es für große Projekte zur Stromerzeugung, Wohnanwendungen oder spezialisierte Verwendungszwecke in mobilen und einzigartigen Umgebungen.

Die globale Sonnenkapazität erreichte 2023 1,6 TW, wobei starre kristalline Siliziummodule (C-Si) 95% des Marktes dominieren. Flexible PV-Module mit Dünnfilm (CIGS, CDTE) und aufkommenden Perovskit-Technologien gewinnen jedoch in Nischenanwendungen an Traktion.

Technologievergleich

Materialzusammensetzung

Schlüsselinformationen: Flexible Module reduzieren die Materialverwendung um 78%, weisen jedoch einen höheren thermischen Koeffizienten auf (-0,3%/ Grad gegenüber C-Si -0,4%/ Grad).

Herstellungsprozesse

Konventionell: Hochtemperaturdiffusion (900 Grad), Tabbing/String, Glaslaminierung.

Flexibel: Roll-to-Roll (R2R) Abscheidung bei 150-300 Grad, monolithische Integration.

Energiezahlungszeit: 1,8 Jahre für c-si vs {. 1.1 Jahre für CIGS.

Leistungsmetriken

Elektrische Eigenschaften

Effizienz:

C-Si: 22,8% (Labor), 19-21% (kommerziell).

Flexibler CIGS: 17,5% (NREL-zertifiziert), 23% für Perovskit-C-Si-Tandem-Prototypen.

Temperaturkoeffizient: Flexible Module weisen bei 65 Grad Umgebung um 15% niedrigerer Stromverlust auf.

Mechanische Zuverlässigkeit

Biegedauer:

c-Si fails at >0,5% Dehnung (3 mm Ablenkung über 1 m Länge).

CIGS erhält 2000 Zyklen bei 2% Dehnung.

Hagelwirkung: Module auf Glasbasis stand 25 mm Hagel bei 23 m/s; Flexible Versionen erfordern Schutzbeschichtungen.

Wirtschaftsanalyse

Kostenaufschlüsselung (USD/Watt)

HINWEIS: Flexible Module senken die Kosten des Systems bei Fahrzeug-integrierten PV-Anwendungen um 40%.

Umweltauswirkungen

Material und Energie

Herkömmliche kristalline Siliziummodule beinhalten Energie - intensive Siliziumreinigung (bis zu 1500 Grad) und die Produktion von Glas/Aluminiumrahmen, was zu hohen Kohlenstoffemissionen (300 - 800 g Co₂e/Watt) führt. Ihre Energievergütung - Back Time (EPBT) ist 1 - 3 Jahre.

Flexible dünne Filmmodule (A - Si, CIGS, CDTE) verbrauchen weniger Energie in der Produktion. Amorphe Siliziumablagerung tritt bei niedrigeren Temperaturen auf, und Roll - Roll Manufacturing reduziert den Energieverlust mit EPBT von 0.5 - 2 Jahren. Die Emissionen sind niedriger (100 - 300 g co₂e/watt), aber CDTE -Module tragen Cadmium -Toxizitätsrisiken.

Installationsphase

Herkömmliche Module benötigen flache Oberflächen und Stützstrukturen, die mehr Land (mit Vegetationslager) und schwereren Transportmitteln erfordern, die Emissionen erhöhen. Die Installationen auf dem Dach können strukturelle Verstärkung erfordern.

Flexible Module, leicht und biegbar, fit gebogene/unregelmäßige Oberflächen, reduzieren die Landnutzung. Sie installieren häufig ohne sperrige Stütze, schneiden Transportsenergie und Standortemissionen ab.

Betriebsphase

Beide erzeugen sauberen Strom und verdrängen fossilen Brennstoffe. Herkömmliche Module sind empfindlich gegenüber Wärme und Schattierung und benötigen möglicherweise mehr Einheiten, um Ziele zu erreichen.

Flexible Module funktionieren bei schlechten Licht- und hohen Temperaturen besser, wobei überlegene Schattierungstoleranz die Notwendigkeit von zusätzlichen Modulen verringert werden.

Anwendungsspezifische Vorteile

Flexible Module

Gebogene Gebäudeflächen (0,1-0,3 kg/m² vs . 12 kg/m² für C-Si)

Fahrzeugintegration (Tesla CyberTruck -Fallstudie: 15 km/Tag zusätzlicher Bereich)

Integriertes Photovoltaik (BIPV): Flexible Module können im Rahmen von Fassaden, Dächern oder Fenstern perfekt in Gebäude integriert werden, wodurch die doppelten Ziele der Erzeugung von Photovoltaik -Stromversorgung und der Bauen von Ästhetik erreicht werden.

Konventionelle Module

Große öffentliche Versorgungsgebiete (30-jährige Zuverlässigkeitsüberprüfung)

Hoher Bestrahlungsbereich (bessere ultraviolette Stabilität)

Abschluss

Während herkömmliche PV -Module die Überlegenheit in Bezug auf Effizienz und Bankfähigkeit aufrechterhalten, ermöglichen flexible Technologien neue Anwendungsparadigmen. Die Wahl hängt von projektspezifischen Anforderungen an Gewicht, Formfaktor und Haltbarkeit ab.