Estetyka i ekonomia w fotowoltaice. Moduły PV bezramkowe, czyli tzw. szkło-szkło [ARTYKUŁ SPONSOROWANY]

W  instalacjach fotowoltaicznych dotychczas stosowane były najczęściej  panele fotowoltaiczne ramkowe. Charakterystycznym elementem jest stosowanie po obwodzie ramki aluminiowej, jak również nieprzeziernego zabezpieczenia od spodu. Moduły takie produkowane są  jako prostokątne o wymiarach w granicach 963×1670 mm (wymiary różnią się nieznacznie pomiędzy wyrobami różnych producentów).  

 

Jak pokazują jednak doświadczenia z wielu rynków, gdzie instalacje fotowoltaiczne są stosowane od wielu lat – szczególnie  z rynku niemieckiego,  który w wielu wypadkach stał się poligonem doświadczalnym z perspektywy czasu – nie jest to rozwiązanie idealne.  W ostatnim czasie zaobserwowano  występowanie na wielu modułach fotowoltaicznych  zjawiska PID.

PID – czyli Potential Induced Degradation to w  dużym uproszczeniu   zjawisko polegające na utracie przez moduł PV mocy spowodowane upływającym prądem przy wysokim napięciu.  Związane jest to z dużą różnicą potencjału między skrajnymi biegunami łańcuchów modułów, a uziemioną ramką. Wysoka różnica napięcia przyczynia się do powstania pola elektrostatycznego, za pośrednictwem którego elektrony migrują do szyby, a następnie do ramy gdzie poprzez uziemienie płyną do ziemi. Skala problemu była zaskoczeniem dla wielu producentów modułów fotowoltaicznych, ponieważ w skrajnych przypadkach moduły potrafiły wykazywać stratę mocy rzędu 20-60 %.  

Obecnie coraz częściej i śmielej wkraczają na rynek nowsze generacje  modułów  fotowoltaicznych – czyli moduły bezramkowe , gdzie praktycznie wyeliminowana jest możliwość wystąpienia tego zjawiska. Tego typu moduły, zwane również szkło-szkło, składają się z dwóch warstw szkła pomiędzy którymi umieszczone są cele. Całość jest spojona za pomocą specjalnych foli jonomerowych, dzięki czemu wyeliminowana została konieczność stosowania zewnętrznych ramek aluminiowych.  

Oprócz ograniczenia ryzyka wystąpienia zjawiska PID, tego typu panele fotowoltaiczne posiadają również sporo innych zalet :

 

– są łatwiejsze do utrzymania w czystości, ponieważ od strony zewnętrznej mamy jednolitą płaską powierzchnię . Brak jest zakamarków, w których mogą zacząć osadzać się zabrudzenia, jak również płaska powierzchnia jest łatwiejsza do umycia

 

– ponieważ panele typu szkło-szkło wykonane są  z jednego rodzaju  materiału , charakteryzują się wyższą odpornością na warunki atmosferyczne (w przypadku paneli ramkowych łączony jest materiał o różnej rozszerzalności liniowej , co w przypadku dużych wahań temperatury może prowadzić do uszkodzenia uszczelnienia)    

 

– jak pokazała praktyka,  moduły takie nagrzewają się do niższych temperatur, niż tradycyjne moduły, co jest szczególnie korzystne dla krzemu , stanowiącego podstawowy materiał z którego zbudowane są celki , co przekłada się na uzyskanie większych efektywności instalacji

 

– uzyskujemy również dużo większe możliwości stosowania fotowoltaiki zintegrowanej z budynkami BIPV , ponieważ możemy łączyć fotowoltaikę również z przeszkleniami zespolonymi, przeziernymi, itp.  dzięki temu  z elementu czysto technicznego uzyskujemy również element dekoracyjny  . Dotyczy to również możliwości  wykonywania elementów o różnych kształtach (nie tylko prostokątne)  i  różnych   wymiarach .  

 

Jednym z przykładów zastosowania rozwiązań bezramkowych , jest obiekt Parku Naukowo Technologicznego  Silesia zlokalizowany w Katowicach przy ul. Gawronów  na którym zostały zaprojektowanie i zamontowane  autorskie rozwiązania firmy ML System.  

 

Elewacje wykonane zostały z wykorzystaniem modułów fotowoltaicznych wykonanych w technologii cienkowarstwowej o imponujących wymiarach 220×260 cm i mocy 560 Wp  po raz pierwszy zastosowanych w Polsce, które zostały wkomponowane w okładziny z kasetonów aluminiowych. Dach pokryto 480 szt. paneli polikrystalicznych również wykonanych w technologii szkło-szkło o łącznej mocy 112,80 kWp . Również na świetlikach wykorzystane zostały moduły fotowoltaiczne połączone z przeziernym szkłem zespolonym. W tym wypadku jednym z priorytetów było osiągniecie przezierności na poziomie 50 % , tak aby świetliki stanowiły doświetlenie, ale jednocześnie ograniczały nagrzewanie przestrzeni wewnętrznej. Łączna moc instalacji fotowoltaicznej na tym obiekcie wynosi 204,70 kWp.

 

O wyborze przez inwestora rozwiązań przedstawionych powyżej zadecydował zarówno rachunek ekonomiczny, jak również względy estetyczne. Wydaje się , że przyszłość należy do modułów fotowoltaicznych bezbramkowych, tym bardziej, że rozwiązanie to zastosowane może być zarówno  do generacji ogniw fotowoltaicznych, które już od lat są dostępne na rynku, jak również do nowych generacji, które dopiero wchodzą, jak np. ogniwa typu DSSC.