Prantsuse päikeseenergia instituut INES on välja töötanud uued PV-moodulid termoplastist ja Euroopast hangitud looduslikest kiududest, nagu lina ja basalt. Teadlaste eesmärk on vähendada päikesepaneelide keskkonnajalajälge ja kaalu, parandades samal ajal ringlussevõttu.
Esiküljel taaskasutatud klaaspaneel ja taga linane komposiit
Pilt: GD
Pv ajakirjast France
Prantsusmaa riikliku päikeseenergia instituudi (INES) – Prantsuse alternatiivenergia ja aatomienergia komisjoni (CEA) osakonna – teadlased töötavad välja päikesemooduleid, mille esi- ja tagaküljel on uued biopõhised materjalid.
"Kuna süsiniku jalajälg ja olelusringi analüüs on muutunud fotogalvaaniliste paneelide valikul oluliseks kriteeriumiks, saab materjalide hankimisest lähiaastatel Euroopas ülioluline element," ütles CEA-INESi direktor Anis Fouini. , intervjuus pv ajakirjale France.
Uurimisprojekti koordinaator Aude Derrier ütles, et tema kolleegid on uurinud erinevaid juba olemasolevaid materjale, et leida üks, mis võimaldaks moodulitootjatel toota paneele, mis parandavad jõudlust, vastupidavust ja kulusid, vähendades samal ajal keskkonnamõju. Esimene demonstratsioon koosneb heteroühendusega (HTJ) päikesepatareidest, mis on integreeritud täielikult komposiitmaterjali.
"Esikülg on valmistatud klaaskiuga täidetud polümeerist, mis tagab läbipaistvuse, " ütles Derrier. "Tagakülg on valmistatud termoplastil põhinevast komposiidist, millesse on integreeritud kahe kiu, lina ja basalt, kudumine, mis tagab mehaanilise tugevuse, aga ka parema niiskuskindluse."
Lina on pärit Põhja-Prantsusmaalt, kus on juba olemas kogu tööstuslik ökosüsteem. Basalt hangitakse mujalt Euroopast ja selle on koonud INESi tööstuspartner. See vähendas süsiniku jalajälge 75 grammi CO2 vati kohta võrreldes sama võimsusega võrdlusmooduliga. Ka kaal oli optimeeritud ja see on alla 5 kilogrammi ruutmeetri kohta.
"See moodul on suunatud katuse PV ja hoone integreerimisele, " ütles Derrier. "Eelis on see, et see on loomulikult musta värvi, ilma et oleks vaja tagalehte. Taaskasutuse mõttes on tänu termoplastile, mida saab ümber sulatada, ka kihtide eraldamine tehniliselt lihtsam.
Moodulit saab valmistada ilma praeguseid protsesse kohandamata. Derrier ütles, et idee on anda tehnoloogia tootjatele üle ilma täiendavate investeeringuteta.
"Ainus hädavajalik on sügavkülmikud materjali ladustamiseks ja vaigu ristsidumise protsessi alustamiseks, kuid enamik tootjaid kasutab tänapäeval prepregi ja on selleks juba varustatud," ütles ta.
"Töötasime klaasi teise eluea kallal ja töötasime välja mooduli, mis koosnes taaskasutatud 2,8 mm klaasist, mis pärineb vanast moodulist," ütles Derrier. "Oleme kasutanud ka termoplastilist kapseldamist, mis ei vaja ristsidumist ja mida on seetõttu lihtne taaskasutada, ja vastupidavuse tagamiseks linakiudu sisaldavat termoplastset komposiiti."
Mooduli basaldivaba tagakülg on naturaalse linase värviga, mis võiks olla arhitektidele esteetiliselt huvitav näiteks fassaadiintegratsiooni mõttes. Lisaks näitas INES arvutustööriist süsiniku jalajälje vähenemist 10%.
"Nüüd on hädavajalik seada kahtluse alla fotogalvaanilised tarneahelad," ütles Jouini. «Rahvusvahelise arengukava raames Rhône-Alpes piirkonna abiga läksime seetõttu otsima päikesesektorist väljastpoolt tegijaid, et leida uusi termoplaste ja uusi kiude. Mõtlesime ka praegusele lamineerimisprotsessile, mis on väga energiamahukas.
Survestamise, pressimise ja jahutamise faasi vahel kestab lamineerimine tavaliselt 30–35 minutit, töötemperatuuriga umbes 150–160 °C.
"Kuid moodulite puhul, mis sisaldavad üha enam ökodisainitud materjale, on vaja termoplasti muuta umbes 200 ° C kuni 250 ° C juures, teades, et HTJ tehnoloogia on kuumuse suhtes tundlik ega tohi ületada 200 ° C," ütles Derrier.
Uurimisinstituut teeb koostööd Prantsusmaal asuva induktsioontermokompressiooni spetsialistiga Roctool, et lühendada tsükliaegu ja teha kujundeid vastavalt klientide vajadustele. Koos on nad välja töötanud polüpropüleen-tüüpi termoplastsest komposiitmaterjalist tagaküljega mooduli, mille külge on integreeritud taaskasutatud süsinikkiud. Esikülg on valmistatud termoplastist ja klaaskiust.
"Roctooli induktsioontermokompressiooniprotsess võimaldab kahte esi- ja tagumist plaati kiiresti soojendada, ilma et peaks HTJ-elementide südamikus 200 C-ni jõudma," ütles Derrier.
Ettevõte väidab, et investeering on väiksem ja protsess võib saavutada vaid mõneminutilise tsükliaja, kasutades samal ajal vähem energiat. Tehnoloogia on suunatud komposiitide tootjatele, et anda neile võimalus toota erineva kuju ja suurusega detaile, integreerides samas kergemaid ja vastupidavamaid materjale.
Postitusaeg: 24. juuni 2022