מכון אנרגיה סולארית צרפתית INES פיתח מודולי PV חדשים עם תרמופלסטים וסיבים טבעיים שמקורם באירופה, כמו פשתן ובזלת. המדענים שואפים להפחית את טביעת הרגל הסביבתית ואת משקל הפאנלים הסולאריים, תוך שיפור המיחזור.
לוח זכוכית ממוחזר בחזית ומרכיב פשתן בגב
תמונה: אלוקים
ממגזין PV צרפת
חוקרים במכון הלאומי לאנרגיה סולארית של צרפת (INES)-חלוקה של אנרגיות אלטרנטיביות צרפתיות ועמדת האנרגיה האטומית (CEA)-מפתחים מודולים סולאריים הכוללים חומרים חדשים מבוססי ביו בצד הקדמי והאחורי.
"ככל שטביעת הרגל של הפחמן וניתוח מחזור החיים הפכו כעת לקריטריונים חיוניים בבחירת הפאנלים הפוטו-וולטאיים, המקור של חומרים יהפוך למרכיב מכריע באירופה בשנים הקרובות," אמר אניס פויני, מנהל CEA-ine בראיון למגזין PV צרפת.
Aude Derrier, רכז פרויקט המחקר, אמר כי עמיתיה בדקו את החומרים השונים שכבר קיימים, כדי למצוא אחד שיכול לאפשר ליצרני המודולים לייצר פאנלים המשפרים את הביצועים, העמידות והעלות תוך הורדת ההשפעה הסביבתית. המפגין הראשון מורכב מתאי סולאריים Heterojunction (HTJ) המשולבים בחומר מורכב כל.
"הצד הקדמי עשוי מפולימר מלא פיברגלס, המספק שקיפות", אמר דררייר. "הצד האחורי עשוי מורכב המבוסס על תרמופלסטיקה שבה שולבה אריגה של שני סיבים, פשתן ובזלת, שתספק חוזק מכני, אך גם התנגדות טובה יותר ללחות."
הפשתן מקורו מצפון צרפת, שם כבר קיימת כל המערכת האקולוגית התעשייתית. הבזלת מקורה במקומות אחרים באירופה ונשנתה על ידי שותף תעשייתי של INES. זה הפחית את טביעת הרגל של הפחמן ב -75 גרם CO2 לוואט, בהשוואה למודול התייחסות לאותו כוח. המשקל עבר אופטימיזציה והוא פחות מ- 5 קילוגרם למ"ר.
"מודול זה מכוון ל- PV של הגג ולשילוב הבניין", אמר דרייר. "היתרון הוא שהוא בצבע שחור באופן טבעי, ללא צורך בגיליון אחורי. מבחינת המיחזור, בזכות התרמופלסטיקה, שניתן להחזיר מחדש, הפרדת השכבות היא גם פשוטה יותר מבחינה טכנית. "
ניתן לבצע את המודול מבלי להתאים תהליכים נוכחיים. Derrier אמר שהרעיון הוא להעביר את הטכנולוגיה ליצרנים, ללא השקעה נוספת.
"הציווי היחיד הוא לקבל מקפיאים לאחסן את החומר ולא להתחיל בתהליך הקישור בין שרף, אך רוב היצרנים כיום משתמשים ב- PrepReg וכבר מצוידים בכך," אמרה.
"עבדנו על חיי הזכוכית השנייה ופיתחנו מודול המורכב מזכוכית של 2.8 מ"מ בשימוש חוזר שמגיע ממודול ישן," אמר דרייר. "השתמשנו גם באקפסולנט תרמופלסטי שאינו דורש קישור צולב, ולכן יהיה קל למחזור, ומורכב תרמופלסטי עם סיבי פשתן להתנגדות."
הפנים האחוריות ללא בזלת של המודול בעלות צבע פשתן טבעי, שיכול להיות מעניין אסתטי עבור אדריכלים מבחינת שילוב חזית, למשל. בנוסף, כלי חישוב INES הראה ירידה של 10% בטביעת הרגל הפחמית.
"כעת חובה להטיל ספק ברשתות האספקה הפוטו -וולטאיות," אמר ג'ויני. "בעזרת אזור רון-אלפס במסגרת תוכנית הפיתוח הבינלאומית, הלכנו אפוא לחפש שחקנים מחוץ למגזר השמש כדי למצוא תרמופלסטים חדשים וסיבים חדשים. חשבנו גם על תהליך הלמינציה הנוכחי, שהוא מאוד אינטנסיבי באנרגיה. "
בין הלחץ, הלחיצה ושלב הקירור, הלמינציה נמשכת בדרך כלל בין 30 ל 35 דקות, עם טמפרטורת הפעלה של כ- 150 מעלות עד 160 C.
"אבל עבור מודולים המשלבים יותר ויותר חומרים מעוצבים אקולוגיים, יש צורך להפוך את התרמופלסטיקה בסביבות 200 צלזיוס ל -250 צלזיוס, בידיעה שטכנולוגיית HTJ רגישה לחום ואסור לחרוג מ -200 צלזיוס," אמר דרייר.
מכון המחקר משתלב עם מומחה תרמוס-דחיסה של צרפת Roctool, כדי להפחית את זמני המחזור ולבצע צורות בהתאם לצרכי הלקוחות. יחד הם פיתחו מודול עם פנים אחוריות העשויות מרוכבים תרמופלסטיים מסוג פוליפרופילן, אליו שולבו סיבי פחמן ממוחזרים. הצד הקדמי עשוי תרמופלסטיקה ופיברגלס.
"תהליך הדחיסה התרמית של Roctool מאפשר לחמם את שתי הלוחות הקדמיים והאחוריים במהירות, מבלי שתצטרך להגיע ל -200 מעלות צלזיוס בבסיס תאי ה- HTJ," אמר Derrier.
החברה טוענת שההשקעה נמוכה יותר והתהליך יכול להשיג זמן מחזור של מספר דקות בלבד, תוך שימוש בפחות אנרגיה. הטכנולוגיה מכוונת ליצרנים מורכבים, לתת להם אפשרות לייצר חלקים מצורות וגדלים שונים, תוך שילוב חומרים קלים ועמידים יותר.
זמן ההודעה: יוני -24-2022