Francuski institut za solarnu energiju INES razvio je nove PV module s termoplastikom i prirodnim vlaknima iz Europe, poput lana i bazalta. Cilj znanstvenika je smanjiti utjecaj na okoliš i težinu solarnih panela, a istovremeno poboljšati recikliranje.
Reciklirana staklena ploča s prednje strane i laneni kompozit sa stražnje strane
Slika: GD
Iz pv časopisa Francuska
Istraživači s francuskog Nacionalnog instituta za solarnu energiju (INES) – odjel francuske Komisije za alternativne energije i atomsku energiju (CEA) – razvijaju solarne module s novim biomaterijalima na prednjoj i stražnjoj strani.
"Budući da su ugljični otisak i analiza životnog ciklusa sada postali ključni kriteriji u odabiru fotonaponskih panela, nabava materijala postat će 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 njezini kolege pogledali različite materijale koji već postoje, kako bi pronašli onaj koji bi proizvođačima modula mogao omogućiti proizvodnju ploča koje poboljšavaju performanse, izdržljivost i cijenu, a istovremeno smanjuju utjecaj na okoliš. Prvi demonstrator sastoji se od heterospojnih (HTJ) solarnih ćelija integriranih u potpuno kompozitni materijal.
"Prednja strana izrađena je od polimera punjenog stakloplastinom, koji osigurava prozirnost", rekao je Derrier. Stražnja strana izrađena je od kompozita na bazi termoplasta u koji je integrirano tkanje dvaju vlakana, 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 ekosustav. Bazalt se dobavlja drugdje u Europi, a tka ga industrijski partner INES-a. Time je ugljični otisak smanjen za 75 grama CO2 po vatu, u usporedbi s referentnim modulom iste snage. Težina je također optimizirana i iznosi manje od 5 kilograma po kvadratnom metru.
"Ovaj je modul namijenjen integraciji krovnih PV i zgrada", rekao je Derrier. “Prednost je što je prirodno crne boje, bez potrebe za pozadinom. Što se tiče recikliranja, zahvaljujući termoplastici koja se može pretopiti, odvajanje slojeva je i tehnički jednostavnije.”
Modul se može napraviti bez prilagođavanja trenutnih procesa. Derrier je rekao da je ideja prenijeti tehnologiju 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 su opremljeni za to", rekla je.
“Radili smo na drugom životu 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, i termoplastični kompozit s lanenim vlaknima za otpornost."
Stražnja strana modula bez bazalta ima prirodnu boju lana, što bi moglo biti estetski zanimljivo za arhitekte u smislu integracije fasade, na primjer. Osim toga, INES alat za izračun pokazao je smanjenje ugljičnog otiska od 10%.
"Sada je imperativ preispitati fotonaponske opskrbne lance", rekao je Jouini. „Uz pomoć regije Rhône-Alpes u okviru Međunarodnog plana razvoja, stoga smo krenuli u potragu za igračima izvan solarnog sektora kako bismo pronašli novu termoplastiku i nova vlakna. Također smo razmišljali o trenutnom procesu laminacije, koji je vrlo energetski intenzivan.”
Između faze prešanja, prešanja i hlađenja, laminacija obično traje između 30 i 35 minuta, s radnom temperaturom od oko 150 C do 160 C.
"Ali za module koji sve više uključuju eko-dizajnirane materijale, potrebno je transformirati termoplastiku na oko 200 C do 250 C, znajući da je HTJ tehnologija osjetljiva na toplinu i ne smije prelaziti 200 C", rekao je Derrier.
Istraživački institut se udružuje s francuskim stručnjakom za indukcijsku termokompresiju Roctool, kako bi se smanjilo vrijeme ciklusa i izradili oblici prema potrebama kupaca. Zajedno su razvili modul sa stražnjom stranom izrađenom od termoplastičnog kompozita polipropilenskog tipa, u koji su integrirana reciklirana karbonska vlakna. Prednja strana je izrađena od termoplasta i stakloplastike.
“Roctoolov proces indukcijske termokompresije omogućuje brzo zagrijavanje dviju prednjih i stražnjih ploča, bez potrebe za postizanjem 200 C u jezgri HTJ ćelija,” rekao je Derrier.
Tvrtka 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 dala mogućnost proizvodnje dijelova različitih oblika i veličina, uz integraciju lakših i izdržljivijih materijala.
Vrijeme objave: 24. lipnja 2022