Zdecydowana większość komercyjnie dostępnych modułów PV ma określony kształt, wymiary oraz kolorystykę. Typowe moduły to prostokąty o wymiarach od 1,7m x 1m do około 2,4m x 1,2m. Zastosowane w nich ogniwa PV są koloru ciemnogranatowego lub szarego mocno zbliżonego do koloru czarnego. Tło, na którym umieszczone są ogniwa jest białe albo czarne, a rama srebrna (kolor surowego aluminium) lub czarna. Tego typu moduły stanowią ponad 90% produkcji i stosowane są najczęściej w instalacjach montowanych na dachach budynków oraz elektrowniach posadowionych na gruncie. Obok tego typu konstrukcji powoli rozwijają się trzy inne rodzaje obiektów, w których, z roku na rok, montuje się coraz więcej modułów. Należą do nich instalacje agrowoltaiczne, systemy przystosowane do eksploatacji na zbiornikach wodnych (floating PV) oraz moduły zintegrowane z budynkami BIPV (Building Integrated Photovoltaics).
O innowacyjnych instalacjach do eksploatacji na wodzie pisaliśmy ostatnio w artykule: „Elektrownie PV na zbiornikach wodnych – najnowsze projekty w Polsce i na świecie” natomiast o agrowoltaice w artykule: „Agrowoltaika – trendy rynkowe”. Prognozy dotyczące rozwoju rynku fotowoltaicznego pokazują, że każdy z tych obszarów będzie się rozwijał w podobnym tempie i za około 10 lat może stanowić 15% światowego rynku instalacji PV.
Rys. 1. Prognozy dotyczące udziału poszczególnych rodzajów instalacji PV wśród wszystkich instalacji na świecie. Źródło ITRPV 2023 [1]
Do 2033 roku nadal dominować będą elektrownie fotowoltaiczne. Na drugim miejscu z około 30% udziałem w rynku znajdują się instalacje prosumenckie. Zwiększenie udziału w rynku na rzecz instalacji agrowoltaicznych, BIPV i floating PV odbędzie się właśnie kosztem dużych elektrowni. W chwili obecnej zdecydowana większość firm oferujących moduły fotowoltaiczne w Polsce ma w swojej ofercie produkty chińskich koncernów - takich jak: LONGI, JINKO, Trina czy JA Solar, bądź też polskich producentów w tym Bruk Bet Fotowoltaika czy Selfa. Jak wspomniano na początku są to produkty znormalizowane o typowych wymiarach, konstrukcji i kolorystyce wynikającej z dążenia do jak najwyższej sprawności i mocy. Pojawiają się także moduły dostosowane do wykorzystania na budynkach, ale jest ich stosunkowo niewiele, a ich konstrukcja (kształt i ilość ogniw) nie odbiega znacząco od standardowych modułów PV. Przykładem mogą być przęsła fotowoltaiczne oferowane przez Bruk Bet Fotowoltaika.
Rys. 2. Przęsło fotowoltaiczne oferowane przez BRUK-BRT Fotowoltaika oraz jego zastosowanie. Źródło: BRUK-BET Fotowoltaika
Rozwiązania z tego obszaru ale o większym poziomie innowacyjności (jeśli chodzi o układ materiałów oraz możliwości personalizacji) posiada także w swej ofercie polska firma Helioenergia. Dobrym przykładem jest najnowsza seria modułów do integracji z budynkami o oznaczeniu PV Helio GG. Technologia produkcji pozwala na daleko idące zmiany w kwestii ilości, wielkości i układu ogniw. Możliwa jest także zmiana układu materiałowego z typowego szkło – backsheet przez szkło-szkło aż po konstrukcje bez szkła. Moduły można wybrać z katalogu, ale można też zamówić idealnie dopasowane do budynku, z którym ma być zintegrowana instalacja fotowoltaiczna. Moduły PV serii Helio GG wykonywane są w architekturze szkło-szkło na wymiar, przez co mogą być bardzo dobrze dopasowane do elementów małej i dużej architektury. Moduły te mogą być wykorzystane samodzielnie jako elementy okładziny fasady lub balustrady. Moduły serii Helio GG mogą być również wykorzystane jako warstwa szyby zespolonej. Ich maksymalny rozmiar to 2450 x 1700 mm.
Rys. 3. Układ materiałowy i możliwe wymiary modułów PV Helio GG źródło: Helioenergia.
W modułach fotowoltaicznych serii Helio GG stosowane są głównie 3 rozmiary ogniw krzemowych. Oprócz pełnych ogniw możliwe jest stosowanie także ogniw typu half-cut i quater-cut (rys. 4). Dla modułów o dwóch stronach aktywnych dedykowane są ogniwa typu bifacial.
Rys. 4. Wymiary ogniw half-cut i quater-cut do modułów Helio GG. Źródło Helioenergia
Układ ogniw może być indywidualnie projektowany. W zależności od wybranego rozmiaru ogniwa możliwe jest uzyskanie różnego poziomu przezierności. Minimalne i maksymalne odstępy między ogniwami i szeregami przedstawiono na rysunku 5.
Rys. 5. Schemat pokazujący możliwe do wykonania przerwy pomiędzy ogniwami w modułach Helio GG. Źródło Helioenergia
Możliwość doboru wielkości ogniw oraz ich ułożenia pozwala na wykonanie modułów o wielu ciekawych wzorach geometrycznych (rys. 6).
Rys. 6. Przykładowe wzory ułożenia ogniw w modułach Helio GG. Źródło Helioenergia
Moduły Helio GG mogą zostać także wykonane całkowicie według wytycznych klienta. Najnowszym przykładem takiego opracowania, wykonania i montażu w pełni spersonalizowanych modułów PV bazujących na serii Helio GG, jest instalacja PV na obiekcie Nowa Sofra. To nowoczesny kompleks leczniczo-hotelowy Instytutu Zdrowia im. Ewy i Sobiesława Zasady, którego otwarcie planowane jest pod koniec 2023 roku. Obiekt ma 8 kondygnacji i położony jest nad Morzem Bałtyckim w miejscowości Mielno. Na budynku zainstalowano 575 m2 modułów fotowoltaicznych, które poza unikalnymi walorami estetycznymi będą nowoczesną instalacją PV. Wszystkie moduły zostały wyprodukowane przez Helioenergię, a skala zamówienia była największa dla tego typu projektu. Z zakładu firmy Helioenergia wyjechało 600 w pełni spersonalizowanych modułów BIPV w układzie szkło-szkło, bez ramek, przystosowanych do łatwego montażu na elewacji. Aby w pełni wykorzystać panele BIPV dostosowane do indywidualnych zamówień z zakładu Helioenergia, konieczne było spełnienie precyzyjnych norm budowlanych, co zostało potwierdzone wynikami odpowiednich badań. Moduły zainstalowane na Sofrze nie dopuszczają do rozprzestrzeniania ognia i spełniają normy budowlane dla elementów elewacji.
Rys. 7. Fragment fasady obiektu Nowa Sofra w Mielnie. Źródło Helioenergia
Dzięki odpowiedniemu doborowi materiałów panele dosłownie wtapiają się w budynek, stanowiąc jego integralną część. Zainstalowane na Sofrze moduły BIPV firmy Helioenergia są niezwykle estetyczne i wykonane w dyskretnej stylistyce oraz tak dobrze zintegrowane z budynkiem, że ich obecność stwierdzić można jedynie z bliskiej odległości lub patrząc pod odpowiednim kątem w pełnym słońcu. W publikacji wykorzystano informacje i zdjęcia od firmy Helioenergia oraz powszechnie dostępne materiały, w tym ze stron:
