Francijas saules enerģijas institūts INES ir izstrādājis jaunus PV moduļus ar termoplastu un dabīgām šķiedrām, kas iegūtas Eiropā, piemēram, linu un bazaltu.Zinātnieku mērķis ir samazināt saules paneļu ietekmi uz vidi un svaru, vienlaikus uzlabojot pārstrādi.
Priekšpusē pārstrādāta stikla panelis un aizmugurē lina kompozīts
Attēls: GD
No pv žurnāla Francija
Francijas Nacionālā saules enerģijas institūta (INES) pētnieki, kas ir Francijas Alternatīvo enerģiju un atomenerģijas komisijas (CEA) nodaļa, izstrādā saules moduļus ar jauniem bioloģiskiem materiāliem priekšpusē un aizmugurē.
"Tā kā oglekļa pēdas nospiedums un dzīves cikla analīze tagad ir kļuvuši par būtiskiem kritērijiem fotoelektrisko paneļu izvēlē, materiālu ieguve tuvākajos gados kļūs par būtisku elementu Eiropā," sacīja Anis Fouini, CEA-INES direktors. , intervijā pv žurnālam France.
Pētniecības projekta koordinatore Aude Derjēra sacīja, ka viņas kolēģi ir apskatījuši dažādus jau esošos materiālus, lai atrastu tādu, kas ļautu moduļu ražotājiem ražot paneļus, kas uzlabo veiktspēju, izturību un izmaksas, vienlaikus samazinot ietekmi uz vidi.Pirmais demonstrators sastāv no heterojunkcijas (HTJ) saules baterijām, kas integrētas pilnībā kompozītmateriālā.
"Priekšpuse ir izgatavota no polimēra, kas pildīts ar stiklšķiedru, kas nodrošina caurspīdīgumu," sacīja Derjērs."Aizmugurējā puse ir izgatavota no kompozītmateriāla uz termoplastikas bāzes, kurā ir integrēts divu šķiedru, linu un bazalta, audums, kas nodrošinās mehānisko izturību, bet arī labāku mitruma izturību."
Lini tiek iegūti no Francijas ziemeļiem, kur jau ir visa rūpnieciskā ekosistēma.Bazalts tiek iegūts citur Eiropā, un to austs INES rūpnieciskais partneris.Tas samazināja oglekļa emisiju par 75 gramiem CO2 uz vatu, salīdzinot ar tādas pašas jaudas atsauces moduli.Arī svars tika optimizēts un ir mazāks par 5 kilogramiem uz kvadrātmetru.
"Šis modulis ir paredzēts jumta PV un ēku integrācijai," sacīja Derjērs.“Priekšrocība ir tāda, ka tā ir dabiski melnā krāsā, bez nepieciešamības pēc aizmugures.Pārstrādes ziņā, pateicoties termoplastam, ko var pārkausēt, arī slāņu atdalīšana ir tehniski vienkāršāka.
Moduli var izgatavot, nepielāgojot pašreizējos procesus.Derjērs sacīja, ka ideja ir nodot tehnoloģiju ražotājiem bez papildu ieguldījumiem.
"Vienīgais obligātais nosacījums ir saldētavas, lai uzglabātu materiālu un nesāktu sveķu šķērssaistīšanas procesu, taču lielākā daļa ražotāju šodien izmanto prepreg un jau ir aprīkoti ar to," viņa teica.
"Mēs strādājām pie stikla otrā dzīves cikla un izstrādājām moduli, kas sastāv no atkārtoti izmantota 2,8 mm stikla, kas nāk no vecā moduļa," sacīja Derjērs."Mēs esam izmantojuši arī termoplastisku iekapsulantu, kam nav nepieciešama šķērssaistīšana, tāpēc to būs viegli pārstrādāt, un termoplastisku kompozītmateriālu ar linšķiedru, lai nodrošinātu izturību."
Moduļa bezbazalta aizmugurējai pusei ir dabīga lina krāsa, kas varētu būt estētiski interesanta arhitektiem, piemēram, fasādes integrācijas ziņā.Turklāt INES aprēķinu rīks uzrādīja oglekļa pēdas samazinājumu par 10%.
"Tagad ir obligāti jāapšauba fotoelementu piegādes ķēdes," sacīja Žuīni.“Ar Ronas-Alpu reģiona palīdzību Starptautiskā attīstības plāna ietvaros mēs meklējām spēlētājus ārpus saules enerģijas sektora, lai atrastu jaunus termoplastus un jaunas šķiedras.Padomājām arī par pašreizējo laminēšanas procesu, kas ir ļoti energoietilpīgs.
Starp spiediena paaugstināšanu, presēšanu un dzesēšanas fāzi laminēšana parasti ilgst no 30 līdz 35 minūtēm, un darba temperatūra ir aptuveni 150 C līdz 160 C.
"Bet moduļiem, kuros arvien vairāk ir iekļauti ekoloģiski izstrādāti materiāli, ir nepieciešams pārveidot termoplastu aptuveni 200 C līdz 250 C temperatūrā, zinot, ka HTJ tehnoloģija ir jutīga pret karstumu un nedrīkst pārsniegt 200 C," sacīja Derjērs.
Pētniecības institūts sadarbojas ar Francijā bāzētu indukcijas termokompresijas speciālistu Roctool, lai samazinātu cikla laiku un veidotu formas atbilstoši klientu vajadzībām.Kopā viņi ir izstrādājuši moduli ar aizmugurējo virsmu, kas izgatavota no polipropilēna tipa termoplastiskā kompozītmateriāla, kurā ir integrētas pārstrādātas oglekļa šķiedras.Priekšpuse ir izgatavota no termoplastmasas un stiklplasta.
"Roctool indukcijas termokompresijas process ļauj ātri uzsildīt divas priekšējās un aizmugurējās plāksnes, nesasniedzot 200 C HTJ šūnu centrā," sacīja Derjērs.
Uzņēmums apgalvo, ka ieguldījumi ir mazāki, un process varētu sasniegt tikai dažu minūšu cikla laiku, vienlaikus patērējot mazāk enerģijas.Tehnoloģija ir paredzēta kompozītmateriālu ražotājiem, lai dotu viņiem iespēju ražot dažādu formu un izmēru detaļas, vienlaikus integrējot vieglākus un izturīgākus materiālus.
Izlikšanas laiks: 2022. gada 24. jūnijs