Французскі інстытут сонечнай энергіі INES распрацаваў новыя фотаэлектрычныя модулі з тэрмапластамі і натуральнымі валокнамі з Еўропы, такімі як лён і базальт. Навукоўцы імкнуцца паменшыць экалагічны след і вагу сонечных панэляў, адначасова паляпшаючы перапрацоўку.
Панэль з перапрацаванага шкла спераду і кампазіт з лёну ззаду
Выява: GD
З часопіса pv France
Даследчыкі Французскага нацыянальнага інстытута сонечнай энергіі (INES) – падраздзялення французскай Камісіі па альтэрнатыўных відах энергіі і атамнай энергіі (CEA) – распрацоўваюць сонечныя модулі з новымі біяматэрыяламі на пярэдняй і задняй баках.
«Паколькі вугляродны след і аналіз жыццёвага цыкла цяпер сталі важнымі крытэрамі пры выбары фотаэлектрычных панэляў, пошук матэрыялаў стане вырашальным элементам у Еўропе ў бліжэйшыя некалькі гадоў», — сказаў Аніс Фуіні, дырэктар CEA-INES. , у інтэрв'ю часопісу pv France.
Од Дэр'е, каардынатар даследчага праекта, сказала, што яе калегі прагледзелі розныя матэрыялы, якія ўжо існуюць, каб знайсці той, які мог бы дазволіць вытворцам модуляў вырабляць панэлі, якія паляпшаюць прадукцыйнасць, даўгавечнасць і кошт, адначасова зніжаючы ўздзеянне на навакольнае асяроддзе. Першы дэманстратар складаецца з гетэрапераходных (HTJ) сонечных элементаў, інтэграваных у цалкам кампазітны матэрыял.
«Пярэдняя частка зроблена з палімера, напоўненага шкловалакном, які забяспечвае празрыстасць», - сказаў Дэр'е. — Тыльны бок зроблены з кампазіта на аснове тэрмапластаў, у які інтэграванае перапляценне двух валокнаў — лёну і базальту, што забяспечвае механічную трываласць, а таксама лепшую ўстойлівасць да вільгаці».
Лён здабываецца з паўночнай Францыі, дзе ўжо прысутнічае ўся прамысловая экасістэма. Базальт здабываецца ў іншых краінах Еўропы і пляцецца прамысловым партнёрам INES. Гэта скараціла вугляродны след на 75 грам CO2 на ват у параўнанні з эталонным модулем такой жа магутнасці. Вага таксама быў аптымізаваны і складае менш за 5 кілаграмаў на квадратны метр.
«Гэты модуль прызначаны для інтэграцыі сонечных батарэй і будынкаў на даху», — сказаў Дэрые. «Перавага ў тым, што ён натуральна чорнага колеру, без неабходнасці падкладкі. З пункту гледжання перапрацоўкі, дзякуючы тэрмапластам, якія можна пераплавіць, падзел слаёў таксама тэхнічна прасцей».
Модуль можна зрабіць без адаптацыі бягучых працэсаў. Дэрыер сказаў, што ідэя заключаецца ў перадачы тэхналогіі вытворцам без дадатковых інвестыцый.
"Адзіная неабходнасць - мець маразільныя камеры для захоўвання матэрыялу, а не пачынаць працэс сшывання смалы, але большасць вытворцаў сёння выкарыстоўваюць прэпрэгі і ўжо маюць для гэтага абсталяванне", - сказала яна.
«Мы працавалі над другім жыццём шкла і распрацавалі модуль, які складаецца з паўторна выкарыстанага 2,8-міліметровага шкла са старога модуля», — сказаў Дэрые. «Мы таксама выкарысталі тэрмапластычны герметык, які не патрабуе сшывання, які, такім чынам, будзе лёгка перапрацоўваць, і тэрмапластычны кампазіт з ільняным валакном для ўстойлівасці».
Безбазальтавая задняя частка модуля мае натуральны ільняны колер, што можа быць эстэтычна цікавым для архітэктараў, напрыклад, з пункту гледжання інтэграцыі ў фасад. Акрамя таго, інструмент разліку INES паказаў зніжэнне вугляроднага следу на 10%.
«Цяпер вельмі важна паставіць пад сумнеў ланцужкі паставак фотаэлектрыкі», — сказаў Джуіні. «З дапамогай рэгіёну Рона-Альпы ў рамках Міжнароднага плана развіцця мы пайшлі шукаць гульцоў за межамі сонечнага сектара, каб знайсці новыя тэрмапласты і новыя валакна. Мы таксама думалі пра цяперашні працэс ламінавання, які вельмі энергаёмісты».
Паміж фазай павышэння ціску, прэсавання і астуджэння ламініраванне звычайна доўжыцца ад 30 да 35 хвілін пры працоўнай тэмпературы каля 150-160 C.
«Але для модуляў, якія ўсё часцей уключаюць экалагічна распрацаваныя матэрыялы, неабходна трансфармаваць тэрмапласты пры тэмпературы ад 200 C да 250 C, ведаючы, што тэхналогія HTJ адчувальная да цяпла і не павінна перавышаць 200 C», — сказаў Дэрые.
Навукова-даследчы інстытут аб'ядноўваецца з французскім спецыялістам па індукцыйнай тэрмакампрэсіі Roctool, каб скараціць час цыклу і зрабіць формы ў адпаведнасці з патрэбамі кліентаў. Разам яны распрацавалі модуль з задняй часткай, зробленай з тэрмапластычнага кампазіта поліпрапіленавага тыпу, у які ўбудаваны перапрацаваныя вугляродныя валакна. Асабовы бок выраблены з тэрмапластыку і шкловалакна.
«Працэс індукцыйнага тэрмасціску Roctool дазваляе хутка награваць дзве пярэднюю і заднюю пласціны без неабходнасці дасягаць 200 C у цэнтры ячэек HTJ», — сказаў Дэрые.
Кампанія сцвярджае, што інвестыцыі меншыя, і працэс можа дасягнуць працягласці цыклу ўсяго ў некалькі хвілін пры меншым выкарыстанні энергіі. Тэхналогія накіравана на вытворцаў кампазітаў, каб даць ім магчымасць вырабляць дэталі розных формаў і памераў, адначасова інтэгруючы больш лёгкія і трывалыя матэрыялы.
Час публікацыі: 24 чэрвеня 2022 г