От «жесткости» к «гибкости»: как гибкие фотоэлектрические модули преодолевают структурные проблемы традиционного дизайна

За кажущимися несвязанными проблемами, такими как расслоение по краям фотоэлектрических модулей, постоянное растрескивание стеклянных панелей и выход из строя аккумуляторных батарей из-за затенения, стоит один и тот же источник - структурные проблемы, которые были упущены из виду при проектировании фотоэлектрических электростанций.
Отраслевые данные последних лет показывают, что «уровень брака при визуальном осмотре растет», причем значительная доля отказов связана со структурными проблемами. Между тем, гибкая фотоэлектрическая технология добилась прорывного прогресса, и ее уникальные структурные преимущества привлекают все больше внимания.

Частое возникновение проблем расслоения по краям фотоэлектрических модулей больше не является секретом отрасли. Независимые отраслевые испытания показали, что «такие дефекты расслоения становятся основной причиной выхода модулей из строя».
Это явление расслоения обычно возникает после испытаний в жаркой и влажной среде, особенно в краевых областях стеклянных компонентов. Когда в этих краях образуются пузырьки, это указывает на потерю адгезионной силы между материалом инкапсуляции и поверхностью компонента.

Наличие пузырьков — это не просто эстетическая проблема; это представляет прямую угрозу безопасной работе всей фотоэлектрической системы. Воздух не является электрическим изолятором, и расслоение напрямую приводит к уменьшению расстояния утечки тока. Это означает, что такие проблемы, как «отказ электрической изоляции инвертора», «отказ заземления и даже дуговое замыкание модуля», более вероятны.

Структурные проблемы, выявленные жесткими фотоэлектрическими модулями в процессе длительной эксплуатации, выходят за рамки расслоения. Соответствующие исследования показывают, что во многих фотоэлектрических системах существует множество ранних эксплуатационных дефектов.
Горячие точки являются наиболее распространенным типом дефектов, которые могут привести к локальному перегреву, тем самым ускоряя старение материала и потерю мощности.

В то же время в исследовании также были задокументированы случаи растрескивания стекла и неисправностей распределительных коробок. Эти проблемы в основном связаны с присущими ограничениями традиционных жестких конструкций, которые не способны гибко адаптироваться к изменениям окружающей среды и с трудом эффективно снижают концентрацию напряжений.

В отличие от традиционной жесткой фотоэлектрики, гибкая фотоэлектрика напрямую решает многие болевые точки в традиционных конструкциях за счет инноваций в материалах и конструкциях. Соответствующие исследования продвинули гибкую фотоэлектрическую технологию с разных точек зрения.
Разработанная «жестко-свободная» двухслойная буферная структура может эффективно поглощать и снимать напряжение, возникающее в процессе производства и изгиба, обеспечивая при этом передачу электронов.

Эта структура позволяет гибким солнечным элементам сохранять высокую начальную эффективность даже после многократных испытаний на изгиб и экстремальных температурных циклов.
В то же время в исследовании также были задокументированы случаи растрескивания стекла и неисправностей распределительных коробок. Эти проблемы в основном связаны с присущими ограничениями традиционных жестких конструкций, которые не способны гибко адаптироваться к изменениям окружающей среды и с трудом эффективно снижают концентрацию напряжений.

Гибкие опоры коренным образом меняют концепцию строительства фотоэлектрических электростанций. Традиционные жесткие опоры полагаются на масштабное выравнивание площадки, в то время как гибкие опоры используют предварительно напряженную конструкцию, которая может адаптироваться к различным сложным рельефам и экстремальным климатическим условиям.

Гибкая система поддержки успешно прошла строгие испытания на вибрацию и скрытые трещины и продемонстрировала выдающиеся характеристики в экспериментах с сильным ветром и градом. В различных практических условиях применения опора постоянно выдерживала многочисленные экстремальные погодные условия.

Реальное преимущество гибкой фотоэлектрики заключается не только в ее материалах и технологиях, но и в ее адаптируемости к различным сценариям применения. Гибкая фотоэлектрика может применяться к различным поверхностям, таким как изогнутые крыши и другие неправильные конструкции.
Для проекта «комплементации рыба-солнце» гибкие опоры могут обеспечить достаточный зазор для достижения немешающего сосуществования «выработки электроэнергии сверху и разведения рыбы снизу».

В комбинированных приложениях, таких как «фотоэлектрика + сельское хозяйство» и «фотоэлектрика + борьба с песком», гибкая технология продемонстрировала превосходную адаптируемость по сравнению с жесткими решениями.

При выборе гибкой фотоэлектрики следует учитывать не только экономию первоначальных инвестиций, но и всесторонние преимущества на протяжении всего жизненного цикла электростанции. Структурные проблемы, которые упускаются из виду на этапе проектирования, часто становятся огромным бременем для последующей эксплуатации и технического обслуживания.
Гибкие фотоэлектрические системы могут значительно снизить потребность в техническом обслуживании, вызванную структурными сбоями. Гибкая конструкция может заметно снизить риски, связанные с затенением, физическими воздействиями и термическими напряжениями, проблемами, которые часто приводят к появлению горячих точек, растрескиванию стекла и расслоению в традиционных жестких компонентах.
Фотоэлектрическая промышленность переходит от «жесткого завоевания» к «гибкому сосуществованию», при этом гибкая фотоэлектрическая технология решает структурные проблемы, которые долгое время игнорировались в традиционных конструкциях. В будущем все больше и больше неправильных поверхностей зданий и сложных горных рельефов могут быть освещены гибкой фотоэлектрикой.
Те участки, которые ранее считались «непригодными» для установки фотоэлектрических систем, теперь испытывают новую жизненную силу благодаря гибкой технологии.

Beijing X-solar Energy Co., Ltd. — это технологически инновационное энергетическое предприятие, которое в основном занимается исследованиями и разработками будущих процессов производства аккумуляторных элементов, производством гибких фотоэлектрических модулей и продуктов фотоэлектрических модулей BIPV (Building-integrated Photovoltaics), производством высокотехнологичного оборудования, поставкой производственных линий и услугами интеллектуального управления энергией AI-CITY. Миссия компании — создавать лучшую жизнь с помощью устойчивой энергии. Ее основные ценности — честность, строгость, решительность, скорость и целостность. X-solar Energy была удостоена многочисленных наград, в том числе статуса малого и среднего предприятия (МСП) технологической направленности национального уровня, «Кубка Полярис» 2024 года — влиятельного предприятия, развивающегося в области фотоэлектрических технологий, и премии «Седьмой Китайский пользователь и промышленное и коммерческое фотоэлектрическое хранение энергии и зарядка — премия за выдающийся проект 2025 года».