Dalla "rigidità" alla "flessibilità": come i moduli fotovoltaici flessibili superano le sfide strutturali nella progettazione tradizionale

Questioni apparentemente non correlate come la delaminazione ai bordi dei moduli fotovoltaici, la continua rottura dei pannelli di vetro e i sistemi di batterie che falliscono a causa dell'ombreggiamento, puntano tutte alla stessa fonte: problemi strutturali che sono stati trascurati nella progettazione degli impianti fotovoltaici.
I dati del settore negli ultimi anni mostrano che il "tasso di fallimento dell'ispezione visiva è in aumento", con una proporzione considerevole di guasti derivanti da problemi strutturali. Nel frattempo, la tecnologia fotovoltaica flessibile ha fatto progressi rivoluzionari e i suoi vantaggi strutturali unici stanno ricevendo sempre maggiore attenzione.

La frequente comparsa di problemi di delaminazione ai bordi dei moduli fotovoltaici non è più un segreto commerciale. Test indipendenti del settore hanno dimostrato che "tali difetti di delaminazione stanno diventando la causa principale dei guasti dei moduli."
Questo fenomeno di delaminazione si verifica tipicamente dopo i test in un ambiente caldo e umido, in particolare nelle aree dei bordi dei componenti in vetro. Quando si formano bolle su questi bordi, indica che la forza adesiva tra il materiale di incapsulamento e la superficie del componente è andata persa.

La presenza di bolle non è semplicemente un problema estetico; rappresenta una minaccia diretta per il funzionamento sicuro dell'intero sistema fotovoltaico. L'aria non è un isolante elettrico e la delaminazione porta direttamente a una riduzione della distanza di dispersione elettrica. Ciò significa che è più probabile che si verifichino problemi come "guasto dell'isolamento elettrico dell'inverter", "guasto di messa a terra e persino guasto ad arco del modulo".

I problemi strutturali esposti dai moduli fotovoltaici rigidi durante il servizio a lungo termine vanno oltre la delaminazione. Ricerche pertinenti indicano che esistono numerosi difetti operativi precoci in molti sistemi fotovoltaici.
I punti caldi sono il tipo di difetto più diffuso, che può portare al surriscaldamento localizzato, accelerando così l'invecchiamento dei materiali e la perdita di potenza.

Allo stesso tempo, lo studio ha anche documentato casi di rottura del vetro e malfunzionamenti della scatola di giunzione. Questi problemi derivano principalmente dai limiti intrinseci delle strutture rigide tradizionali, che non sono in grado di adattarsi in modo flessibile ai cambiamenti ambientali e difficili da alleviare efficacemente la concentrazione degli stress.

A differenza del fotovoltaico rigido tradizionale, il fotovoltaico flessibile affronta direttamente molti punti critici nei progetti tradizionali attraverso innovazioni nei materiali e nelle strutture. La ricerca pertinente ha fatto progredire la tecnologia fotovoltaica flessibile da diverse prospettive.
La struttura a doppio strato "tight-loose" progettata può assorbire e rilasciare efficacemente lo stress generato durante il processo di produzione e la flessione, garantendo al contempo la trasmissione elettronica.

Questa struttura consente alle celle solari flessibili di mantenere un'elevata efficienza iniziale anche dopo molteplici test di flessione e test di cicli di temperatura estremi.
Nel frattempo, lo studio ha anche documentato casi di rottura del vetro e malfunzionamenti della scatola di giunzione. Questi problemi derivano principalmente dai limiti intrinseci delle strutture rigide tradizionali, che non sono in grado di adattarsi in modo flessibile ai cambiamenti ambientali e faticano ad alleviare efficacemente la concentrazione degli stress.

I supporti flessibili stanno cambiando radicalmente il concetto di costruzione degli impianti fotovoltaici. I supporti rigidi tradizionali si basano sulla livellazione su larga scala del sito, mentre i supporti flessibili adottano un design precompresso che può adattarsi a vari terreni complessi e climi estremi.

Il sistema di supporto flessibile ha superato con successo rigorosi test di vibrazione e di fessurazione nascosta e ha dimostrato prestazioni eccezionali in esperimenti con vento forte e grandine. In vari ambienti applicativi pratici, il supporto ha continuamente resistito a molteplici sfide meteorologiche estreme.

Il vero vantaggio del fotovoltaico flessibile non risiede solo nei suoi materiali e nella sua tecnologia, ma anche nella sua adattabilità a diversi scenari applicativi. Il fotovoltaico flessibile può essere applicato a varie superfici, come tetti curvi e altre strutture irregolari.
Per il progetto "complementazione pesce-solare", i supporti flessibili possono fornire spazio sufficiente per ottenere la coesistenza non interferente di "generazione di elettricità sopra e allevamento di pesci sotto".

In applicazioni composite come "fotovoltaico + agricoltura" e "fotovoltaico + controllo della sabbia", la tecnologia flessibile ha dimostrato un'adattabilità superiore rispetto alle soluzioni rigide.

Quando si sceglie il fotovoltaico flessibile, non ci si dovrebbe concentrare solo sui risparmi sugli investimenti iniziali, ma anche considerare i vantaggi completi durante l'intero ciclo di vita della centrale elettrica. I problemi strutturali che vengono trascurati durante la fase di progettazione diventano spesso un enorme onere per il successivo funzionamento e manutenzione.
I sistemi fotovoltaici flessibili possono ridurre significativamente le esigenze di manutenzione causate da guasti strutturali. Il design flessibile può mitigare notevolmente i rischi posti dall'ombreggiamento, dagli impatti fisici e dallo stress termico, problemi che spesso portano a punti caldi, rottura del vetro e delaminazione nei componenti rigidi tradizionali.
L'industria fotovoltaica sta passando dalla "conquista rigida" alla "coesistenza flessibile", con la tecnologia fotovoltaica flessibile che affronta i problemi strutturali che sono stati a lungo trascurati nei progetti tradizionali. In futuro, sempre più superfici irregolari degli edifici e terreni montuosi complessi potrebbero essere illuminati dal fotovoltaico flessibile.
Quei siti che in precedenza erano considerati "inadatti" all'installazione di sistemi fotovoltaici stanno ora sperimentando una nuova vitalità grazie alla tecnologia flessibile.

Beijing X-solar Energy Co., Ltd. è un'impresa energetica tecnologicamente innovativa impegnata principalmente nella ricerca e sviluppo di futuri processi di celle a batteria, nella produzione di moduli fotovoltaici flessibili e prodotti di moduli fotovoltaici per edifici BIPV (Building-integrated Photovoltaics), produzione di apparecchiature di fascia alta, consegna di linee di produzione e servizi di gestione dell'energia intelligente AI-CITY. La missione dell'azienda è creare una vita migliore con energia sostenibile. I suoi valori fondamentali sono integrità, rigore, determinazione, velocità e integrità. X-solar Energy ha ricevuto numerosi riconoscimenti, tra cui lo status di PMI a base tecnologica a livello nazionale, la "Polaris Cup" 2024 Influential Photovoltaic Rising Enterprise e il 2025 Seventh China User and Industrial and Commercial Photovoltaic Energy Storage and Charging Industry Project Excellent Case Award.