Dlaczego moduły Light Design przewyższają moduły elastyczne na dachach C&I

Elastyczne moduły były promowane dla dachów o niskim obciążeniu i są często używane w projektach komercyjnych, takich jak muzea i fabryki. Zwalniają masę, ale wprowadzają nowe ryzyka związane z wydajnością, gwarancjami, charakterystyką termiczną oraz zgodnością z przepisami dotyczącymi wiatru i pożaru.
‍

Jak moduły elastyczne wypadają w porównaniu z ultra-lekkimi modułami, takimi jak Hi-MO X10 Guardian Light Design?

Czym są moduły elastyczne?

Elastyczne, giętkie panele to cienkie, lekkie laminaty generujące energię elektryczną. Średnio typowe elastyczne panele mają grubość około 2,5 cm i ważą około 2,7 kg na panel. Mogą zginać się do około 30 stopni, dzięki czemu mogą podążać za krzywiznami lub nierównymi powierzchniami. W segmencie mieszkaniowym nadają się na dachy przyczep i kamperów, pokłady łodzi lub inne mobilne zastosowania. Zastosowania C&I wykorzystują głównie moduły PV elastyczne tam, gdzie konwencjonalne moduły nie mogą być zainstalowane lub mogą być instalowane z trudem z powodu kształtu lub ograniczeń masy.

Co uznaje się za „elastyczne” na dachach? Opcje PV o niskiej masie dla dachów C&I zwykle dzielą się na dwie kategorie:

1. Moduły krzemowe bez szkła, zbudowane na plecach z kompozytów, które znacząco redukują masę i mogą być montowane za pomocą standardowych zacisków. Niektóre projekty dopuszczają montaż klejowy, choć standardem pozostaje zaciskanie ze względów bezpieczeństwa i łatwości wymiany. Ten segment stał się dominującym lekkim rozwiązaniem na rynku.
2. Cienkowarstwowe laminaty, takie jak CIGS, które są elastyczne i mogą być bezpośrednio stosowane na dachy metalowe lub membranowe. Jednak ze względu na malejącą produkcję i ograniczoną dostępność, CIGS stał się teraz niszową technologią w porównaniu z lekkimi krzemowymi modułami.

Połączenie zacisków dla modułów elastycznych jest powszechne. Systemy klejowe nie zyskały znaczenia w Europie z powodu kwestii bezpieczeństwa, utrzymania i ubezpieczenia. Także dla właścicieli C&I kluczowa jest możliwość wymiany modułu lub potwierdzenia długoterminowej odporności na pożar. Dlatego dziś większość mainstreamowych lekkich modułów krzemowych na rynku jest zaprojektowana do montażu na zaciskach, kleje pozostają niszą. Instalacja jest zatem prosta. Jednak ta wygoda ma swoje koszty.

Dlaczego niektóre firmy uważają moduły elastyczne za opcję

Studia przypadków dostawców i prezentacje branżowe stworzyły przekonanie, że elastyczne PV to rozwiązanie dla delikatnych lub cienko-arkuszowych dachów. Inni gracze rynkowi także promują historie o uwalnianiu C&I na targach, wzmacniając ideę, że „lekkość równa się elastyczności”. Zainteresowanie jest realne, ponieważ wiele budynków C&I ma ograniczenia strukturalne. Po bliższym przyjrzeniu się elastyczne moduły rzadko są opłacalnym wyborem dla instalacji C&I.

Drobny druk, który czyni elastyczne złym wyborem dla C&I

Elastyczne PV brzmią praktycznie, ale dla europejskich dachów komercyjnych szczegóły nie sumują się: niższa wydajność modułu, surowsze temperatury pracy, słabsze oceny mechaniczne i krótsze gwarancje układają się przeciwko opłacalności i długowieczności. Ubezpieczyciele i organizacje standaryzacyjne wymagają potwierdzenia na poziomie systemu dla wiatru, gradu i pożaru, co często nie spełniają ofert elastycznych.
Hi-MO X10 Guardian Light Design LONGi został zaprojektowany, aby spełniać te oczekiwania C&I, z wyższą wydajnością, większym obciążeniem, lepszym zachowaniem hotspotów i długimi gwarancjami, bez wprowadzania dodatkowego ryzyka dla właścicieli budynków.
Oto jak zestawienie kompromisów modułów elastycznych wypada w porównaniu z sztywnymi alternatywami – a w szczególności Hi-MO X10 Guardian Light Design.

Montaż bezpośredni sprawia, że moduły elastyczne pracują w wyższych temperaturach i dają mniejszy plon

Moduły elastyczne leżą bezpośrednio na dachu z niewielką przerwą, więc dach nagrzewa się w słońcu i przekazuje to ciepło bezpośrednio do modułu, a brak miejsca na przepływ powietrza powoduje nagrzewanie. Moduły sztywne, zamocowane zaciskami, utrzymują większą szczelinę, często 10–15 cm, co ogranicza nagrzewanie. Wyższa temperatura robocza nie tylko obniża moc tego dnia, ale także zwiększa szanse hotspotów i przyspiesza starzenie plastiku, złączek i połączeń z upływem czasu. Większość elastycznych projektów ma współczynnik temperaturowy około −0,33 do −0,40% na °C, więc każdy wzrost o 10 °C obcina dostępną moc o około 3–4%. A na upalnych letnich dachach ogniwa mogą pracować o 20–30 °C powy warunków testowych, co oznacza około 6–12% dodatkowej straty energii w momencie, gdy jej potrzebujesz najbardziej.

‍
Natomiast Hi-MO X10 Guardian Light Design jest zamocowany zaciskami na standardowych listwach z długim bokiem, ramą na stronie A i stosowanymi zatwierdzonymi zaciskami środkowymi i końcowymi, utrzymując określoną szczelinę między modułem a pokładem dachowym. Współczynnik temperaturowy Pmax wynosi −0,26% na °C, ograniczając wpływ latowego ciepła na moc wyjściową. Dodatkowo architektura HPBC 2.0 z tylnym kontaktem obejmuje technologię optymalizacji zacienienia i projekt z niskim przewodnictwem, która obniża temperatury hotspotów o około 28% i pozwala na odzyskanie o ~70% więcej mocy w porównaniu z konwencjonalnymi ogniwami przy identycznym zacienieniu, co poprawia bezpieczeństwo i wydajność na zapracowanych dachach C&I. Wraz z oceną IEC dotyczącą pożaru, te cechy czynią Light Design chłodniejszym, bezpieczniejszym i bardziej wiarygodnym wyborem dla europejskich dachów.

Moduły elastyczne oferują ograniczoną wytrzymałość mechaniczną przy obciążeniach śniegiem, unoszeniami wiatru i udarach gradu

Moduły elastyczne są lżejsze, ale łatwiej je zginać, wgnieść i uszkodzić. Wielu z nich ma ocenę statyczną około 2400 Pa, co pozostawia niewielką margines bezpieczeństwa przy ciężkim śniegu lub silnych wiatrach w Europie. W silnych burzach gradu, które mogą przynosić kamienie o średnicy 30–50 mm w regionie DACH (20–30 mm częściej w silnych zdarzeniach), cienkie powłoki polimerowe są bardziej podatne na uszkodzenia i pęknięcia powierzchni.

‍
Silne wiatry dodają kolejne ryzyko, unoszenie na krawędziach dachów i narożnikach; siły ssące próbują oderwać moduły. W europejskich standardach projektowania wiatru, krawędziowe i narożne strefy dachów mogą doświadczać ciśnień unoszenia w przybliżeniu od 1 500 do 3 000 Pa, w zależności od wysokości budynku, lokalizacji i kategorii ekspozycji. Sezon po sezonie to ruch może powodować zmęczenie ogniw i przewodów, poluzować mocowania i prowadzić drobne problemy do większych awarii i dłuższych przestojów.

‍
Hi-MO X10 Guardian Light Design jest zbudowany do prawdziwych obciążeń dachowych, przetestowany na 5 400 Pa z przodu i 2 400 Pa z tyłu, oraz na uderzenie gradu o średnicy 25 mm przy prędkości 23 m/s, co daje komfortowy zapas na ciężki śnieg i burze na europejskich dachach C&I. Mimo niskiego obciążenia martwego, około 16,3 kg na moduł, około 7,2 kg/m², rama i wzmocnione stosy zachowują sztywność dla ruchu serwisowego i długich przęseń.

Ryzyko hotspotów w modułach elastycznych jest realne – częściowe zacienienie może prowadzić do bardzo wysokich temperatur

Częściowe zacienienie na dachach od balkonów, wentylów lub anten może tworzyć hotspoty, gdzie lokalne temperatury ogniw przekraczają 100 °C, a w niektórych przypadkach zbliżają się do 130 °C. Takie podwyższone temperatury przyspieszają degradację materiałów i, jeśli nie są kontrolowane, mogą zwiększyć ryzyko problemów bezpieczeństwa, w tym pożaru. Niezależne badania i raporty IEA PVPS potwierdzają te zjawiska dla różnych technologii PV.
LONGi HPBC 2.0 z tylnym kontaktem w module Light Design rozwiązuje ten problem, obniżając temperatury hotspotów o około 28% i odzyskując około 70% więcej energii przy identycznym zacienieniu w porównaniu z konwencjonalnymi ogniwami — co oznacza bezpieczniejszy, stabilniejszy wyjściowy strumień energii na złożonych dachach C&I.

Degradacja: Ciepło i stres przyspieszają straty w modułach elastycznych – cienkowarstwowe starzeją się szybciej

Moduły elastyczne zaczynają z niekorzystnej strony w zakresie trwałości użytkowej: przeglądy terenowe pokazują, że cienkowarstwowe i polymerowe stosy degradują się szybciej i z większym rozrzutem, często około 0,7–1,0% rocznie, z zakresami od około 0,5% do nawet 2% rocznie, w zależności od generacji produktu, sposobu montażu i klimatu. Dla porównania, sztywne lekkie moduły z frontem szkła zwykle degradują około 0,5–0,6% rocznie, podobnie jak standardowe moduły krzemowe w dużych badaniach.
Hi-MO X10 Guardian Light Design objęty jest 30-letnią gwarancją wydajności, która gwarantuje około 99% po roku i około 88–89% po 30 latach, co odpowiada około 0,35% rocznie po pierwszym roku. W okresie 25–30 lat eksploatacji ten profil składowy przekłada się na wyższą dostarczaną energię dla sztywnych, lekkich systemów takich jak Light Design.

Gwarancje modułów elastycznych nie dorastają do horyzontów C&I

Dla modułów elastycznych typowo datasheety oferują gwarancję produktu na 5–12 lat i 25-letnią liniową gwarancję wydajności, kończącą się na około 84–85% początkowej mocy.
Konwencjonalne lekkie moduły bez szkła zazwyczaj mają gwarancję produktu na 10–16 lat i 25-letnią liniową gwarancję wydajności, zaczynającą się od około 98% w roku pierwszym i degradującą się o około 0,55% rocznie, kończąc na około 80–85% początkowej mocy.

‍
Dla projektów C&I planowanych na 25–30 lat ta krótsza ochrona i niższy gwarantowany końcowy output zmniejszają bankowalny horyzont, zawężają założenia kredytodawców i zwiększają rezerwy na wymiany i przestoje.
Natomiast Hi-MO X10 Guardian Light Design oferuje 15-letnią gwarancję produktu i 30-letnią gwarancję wydajności do około 88.9% po roku 30, co lepiej pasuje do harmonogramów amortyzacji i wspiera bardziej przewidywalny przepływ gotówki w całym cyklu życia aktywu. Silniejsze warunki gwarancji redukują ryzyko w czasie życia projektów dla EPC, właścicieli i kredytodawców.

Wnioski dla europejskich budynków C&I

Moduły elastyczne mają swoją niszę, ale na dachach komercyjnych, które podlegają regulacjom i objęte ubezpieczeniami, wypadają gorzej pod względem wydajności, zachowania termicznego, parametrów mechanicznych i siły gwarancji. Ich mniejsza odporność na grad i wiatr, krótsze gwarancje produktu i niższa moc końcowa po gwarancji tworzą dodatkowe obawy dotyczące bankowalności.

‍
Moduł Light Design LONGi, który właśnie wszedł na rynek, oferuje prawdziwe rozwiązanie dla dachów o małym obciążeniu, łącząc wysoką wydajność platformy z wyższą wytrzymałością mechaniczną (do 5 400 Pa z przodu / 2 400 Pa z tyłu), ulepszone zarządzanie hotspotami i 15-letnią gwarancją produktu oraz 30-letnią gwarancją wydajności. Dla firm posiadających budynki o dużych rozpiętościach, takich jak centra logistyczne, magazyny, hale produkcyjne, kompleksy handlowe, lotniska czy obiekty sportowe, moduł ten stanowi bezpieczną i niezawodną drogę do wykorzystania potencjału dachowego, który w przeciwnym razie pozostałby niewykorzystany. Dzięki oszczędnościom kosztów sięgającym nawet do 200 000 euro na MW poprzez uniknięcie wzmocnień dachu, jest to rozwiązanie dopasowane do potrzeb. Dla deweloperów, inwestorów i właścicieli budynków oznacza to bardziej niezawodne kWh, lepszą ochronę przed ryzykiem i niższy całkowity koszt energii w całym okresie życia aktywa.

‍