De la "rigidez" a la "flexibilidad": cómo los módulos fotovoltaicos flexibles superan los desafíos estructurales en el diseño tradicional

Problemas aparentemente no relacionados, como la delaminación en los bordes de los módulos fotovoltaicos, el agrietamiento continuo de los paneles de vidrio y el fallo de las matrices de baterías debido al sombreado, apuntan a la misma fuente: problemas estructurales que se pasaron por alto en el diseño de las plantas de energía fotovoltaica.
Los datos de la industria en los últimos años muestran que la "tasa de fallos en la inspección visual está en aumento", con una proporción considerable de fallos derivados de problemas estructurales. Mientras tanto, la tecnología fotovoltaica flexible ha logrado avances significativos, y sus ventajas estructurales únicas están recibiendo cada vez más atención.

La frecuente aparición de problemas de delaminación en los bordes de los módulos fotovoltaicos ya no es un secreto comercial. Pruebas industriales independientes han demostrado que "tales defectos de delaminación se están convirtiendo en la principal causa de fallo de los módulos".
Este fenómeno de delaminación suele ocurrir después de las pruebas en un entorno cálido y húmedo, especialmente en las áreas de los bordes de los componentes de vidrio. Cuando se forman burbujas en estos bordes, indica que la fuerza adhesiva entre el material de encapsulación y la superficie del componente se ha perdido.

La presencia de burbujas no es simplemente un problema estético; representa una amenaza directa para el funcionamiento seguro de todo el sistema fotovoltaico. El aire no es un aislante eléctrico, y la delaminación conduce directamente a una reducción de la distancia de fuga eléctrica. Esto significa que es más probable que ocurran problemas como "fallo del aislamiento eléctrico del inversor", "fallo de puesta a tierra e incluso fallo por arco del módulo".

Los problemas estructurales expuestos por los módulos fotovoltaicos rígidos durante el servicio a largo plazo van más allá de la delaminación. Investigaciones relevantes indican que existen numerosos defectos operativos tempranos en muchos sistemas fotovoltaicos.
Los puntos calientes son el tipo de defecto más frecuente, lo que puede provocar sobrecalentamiento localizado, acelerando así el envejecimiento del material y la pérdida de potencia.

Al mismo tiempo, el estudio también documentó casos de agrietamiento del vidrio y fallos en las cajas de conexiones. Estos problemas se derivan principalmente de las limitaciones inherentes de las estructuras rígidas tradicionales, que no pueden adaptarse de forma flexible a los cambios ambientales y dificultan la mitigación eficaz de la concentración de tensiones.

A diferencia de la fotovoltaica rígida tradicional, la fotovoltaica flexible aborda directamente muchos puntos débiles en los diseños tradicionales a través de innovaciones en materiales y estructuras. Investigaciones relevantes han avanzado la tecnología fotovoltaica flexible desde diferentes perspectivas.
La estructura de amortiguación de doble capa "ajustada-suelta" diseñada puede absorber y liberar eficazmente la tensión generada durante el proceso de fabricación y flexión, al tiempo que garantiza la transmisión electrónica.

Esta estructura permite que las células solares flexibles mantengan una alta eficiencia inicial incluso después de múltiples pruebas de flexión y pruebas extremas de ciclos de temperatura.
Mientras tanto, el estudio también documentó casos de agrietamiento del vidrio y fallos en las cajas de conexiones. Estos problemas se derivan principalmente de las limitaciones inherentes de las estructuras rígidas tradicionales, que no pueden adaptarse de forma flexible a los cambios ambientales y luchan por aliviar eficazmente la concentración de tensiones.

Los soportes flexibles están cambiando fundamentalmente el concepto de construcción de las plantas de energía fotovoltaica. Los soportes rígidos tradicionales dependen de la nivelación a gran escala del sitio, mientras que los soportes flexibles adoptan un diseño pretensado que puede adaptarse a diversos terrenos complejos y climas extremos.

El sistema de soporte flexible ha sido sometido con éxito a rigurosas pruebas de vibración y de grietas ocultas, y ha demostrado un rendimiento excepcional en experimentos con fuertes vientos y granizo. En varios entornos de aplicación práctica, el soporte ha resistido continuamente múltiples desafíos climáticos extremos.

La verdadera ventaja de la fotovoltaica flexible reside no solo en sus materiales y tecnología, sino también en su adaptabilidad a diversos escenarios de aplicación. La fotovoltaica flexible se puede aplicar a varias superficies, como tejados curvos y otras estructuras irregulares.
Para el proyecto de "complementación pez-solar", los soportes flexibles pueden proporcionar la separación suficiente para lograr la coexistencia no interferente de "generar electricidad arriba y criar peces abajo".

En aplicaciones compuestas como "fotovoltaica + agricultura" y "fotovoltaica + control de arena", la tecnología flexible ha demostrado una adaptabilidad superior en comparación con las soluciones rígidas.

Al elegir la fotovoltaica flexible, no solo se debe centrar en el ahorro de inversión inicial, sino también considerar los beneficios integrales a lo largo de todo el ciclo de vida de la central eléctrica. Los problemas estructurales que se pasan por alto durante la fase de diseño a menudo se convierten en una gran carga para la operación y el mantenimiento posteriores.
Los sistemas fotovoltaicos flexibles pueden reducir significativamente las necesidades de mantenimiento causadas por fallos estructurales. El diseño flexible puede mitigar notablemente los riesgos planteados por el sombreado, los impactos físicos y el estrés térmico, problemas que a menudo conducen a puntos calientes, agrietamiento del vidrio y delaminación en los componentes rígidos tradicionales.
La industria fotovoltaica está pasando de la "conquista rígida" a la "coexistencia flexible", con la tecnología fotovoltaica flexible abordando problemas estructurales que durante mucho tiempo se han pasado por alto en los diseños tradicionales. En el futuro, más y más superficies de edificios irregulares y terrenos montañosos complejos pueden ser iluminados por la fotovoltaica flexible.
Aquellos sitios que anteriormente se consideraban "inadecuados" para instalar sistemas fotovoltaicos ahora están experimentando una nueva vitalidad gracias a la tecnología flexible.

Beijing X-solar Energy Co., Ltd. es una empresa energética innovadora en tecnología dedicada principalmente a la investigación y el desarrollo de futuros procesos de células de batería, la producción de módulos fotovoltaicos flexibles y productos de módulos fotovoltaicos BIPV (Building-integrated Photovoltaics), la fabricación de equipos de alta gama, la entrega de líneas de producción y los servicios de gestión de energía inteligente AI-CITY. La misión de la empresa es crear una vida mejor con energía sostenible. Sus valores fundamentales son la integridad, el rigor, la determinación, la velocidad y la integridad. X-solar Energy ha sido galardonada con numerosos reconocimientos, incluido el estatus de PYME de base tecnológica a nivel nacional, la "Polaris Cup" 2024 Influential Photovoltaic Rising Enterprise, y el 2025 Seventh China User and Industrial and Commercial Photovoltaic Energy Storage and Charging Industry Project Excellent Case Award.