Francuski institut za solarnu energiju INES razvio je nove fotonaponske module sa termoplastom i prirodnim vlaknima iz Evrope, kao što su lan i bazalt. Naučnici imaju za cilj da smanje ekološki otisak i težinu solarnih panela, uz poboljšanje recikliranja.
Reciklirani stakleni panel na prednjoj strani i laneni kompozit na poleđini
Slika: GD
Iz pv magazina Francuska
Istraživači na francuskom Nacionalnom institutu za solarnu energiju (INES) – odjelu francuske komisije za alternativnu energiju i atomsku energiju (CEA) – razvijaju solarne module koji sadrže nove materijale na bazi biologije na prednjoj i stražnjoj strani.
“Kako su ugljični otisak i analiza životnog ciklusa sada postali ključni kriteriji pri izboru fotonaponskih panela, nabavka materijala će postati ključni element u Europi u sljedećih nekoliko godina,” rekao je Anis Fouini, direktor CEA-INES-a. , u intervjuu za pv magazin France.
Aude Derrier, koordinatorica istraživačkog projekta, rekla je da su njene kolege pogledale različite materijale koji već postoje, kako bi pronašli onaj koji bi mogao omogućiti proizvođačima modula da proizvode panele koji poboljšavaju performanse, izdržljivost i cijenu, a istovremeno smanjuju utjecaj na okoliš. Prvi demonstrator sastoji se od solarnih ćelija heterojunction (HTJ) integrisanih u potpuno kompozitni materijal.
"Prednja strana je napravljena od polimera ispunjenog staklenim vlaknima, koji pruža transparentnost", rekao je Derrier. “Zadnja strana je izrađena od kompozita na bazi termoplasta u koji je integrisano tkanje dva vlakna, lana i bazalta, što će osigurati mehaničku čvrstoću, ali i bolju otpornost na vlagu.”
Lan dolazi iz sjeverne Francuske, gdje je već prisutan cijeli industrijski ekosistem. Bazalt dolazi iz drugih krajeva Evrope i plete ga industrijski partner INES-a. Ovo je smanjilo ugljični otisak za 75 grama CO2 po vatu, u poređenju sa referentnim modulom iste snage. Težina je također optimizirana i iznosi manje od 5 kilograma po kvadratnom metru.
“Ovaj modul je usmjeren na krovnu PV i integraciju zgrada,” rekao je Derrier. „Prednost je što je prirodno crne boje, bez potrebe za pozadinom. Što se tiče reciklaže, zahvaljujući termoplastici koja se može pretopiti, odvajanje slojeva je i tehnički jednostavnije.”
Modul se može napraviti bez prilagođavanja tekućih procesa. Derrier je rekao da je ideja da se tehnologija prenese na proizvođače, bez dodatnih ulaganja.
„Jedini imperativ je imati zamrzivače za skladištenje materijala, a ne pokretanje procesa umrežavanja smole, ali većina proizvođača danas koristi prepreg i već je opremljena za to“, rekla je.
“Radili smo na drugom životnom vijeku stakla i razvili modul sastavljen od ponovno korištenog stakla od 2,8 mm koje dolazi iz starog modula,” rekao je Derrier. “Također smo koristili termoplastični inkapsulant koji ne zahtijeva umrežavanje, koji će se stoga lako reciklirati, te termoplastični kompozit s lanenim vlaknima za otpornost.”
Stražnja strana modula bez bazalta ima prirodnu lanenu boju, što bi moglo biti estetski interesantno za arhitekte u smislu fasadne integracije, na primjer. Osim toga, INES alat za proračun pokazao je smanjenje ugljičnog otiska za 10%.
"Sada je imperativ dovesti u pitanje fotonaponske lance opskrbe", rekao je Jouini. „Uz pomoć regije Rona-Alpi u okviru Međunarodnog razvojnog plana, krenuli smo u potragu za igračima izvan solarnog sektora kako bismo pronašli novu termoplastiku i nova vlakna. Razmišljali smo i o trenutnom procesu laminacije, koji je energetski intenzivan.”
Između faze pritiska, presovanja i hlađenja, laminacija obično traje između 30 i 35 minuta, sa radnom temperaturom od oko 150 C do 160 C.
"Ali za module koji sve više uključuju ekološki dizajnirane materijale, potrebno je transformirati termoplastiku na oko 200 C do 250 C, znajući da je HTJ tehnologija osjetljiva na toplinu i ne smije preći 200 C", rekao je Derrier.
Istraživački institut se udružuje sa stručnjakom za indukcijsku termokompresiju Roctool sa sjedištem u Francuskoj, kako bi smanjio vrijeme ciklusa i napravio oblike prema potrebama kupaca. Zajedno su razvili modul sa stražnjom stranom napravljenom od termoplastičnog kompozita tipa polipropilen, u koji su integrirana reciklirana karbonska vlakna. Prednja strana je izrađena od termoplasta i fiberglasa.
“Roctoolov indukcioni termokompresioni proces omogućava brzo zagrijavanje dvije prednje i zadnje ploče, bez potrebe da dostigne 200 C u jezgri HTJ ćelija,” rekao je Derrier.
Kompanija tvrdi da je investicija manja i da bi proces mogao postići vrijeme ciklusa od samo nekoliko minuta, uz korištenje manje energije. Tehnologija je namijenjena proizvođačima kompozita, kako bi im pružila mogućnost proizvodnje dijelova različitih oblika i veličina, uz integraciju lakših i izdržljivijih materijala.
Vrijeme objave: Jun-24-2022