Det franske solenergiinstitut INES har udviklet nye PV-moduler med termoplast og naturlige fibre hentet i Europa, såsom hør og basalt.Forskerne sigter mod at reducere det miljømæssige fodaftryk og vægten af solpaneler og samtidig forbedre genanvendelsen.
Et genbrugsglaspanel på forsiden og en hørkomposit på bagsiden
Billede: GD
Fra pv-magasinet Frankrig
Forskere ved Frankrigs nationale solenergiinstitut (INES) – en afdeling af den franske kommission for alternative energier og atomenergi (CEA) – udvikler solcellemoduler med nye biobaserede materialer på for- og bagsiden.
"Eftersom CO2-fodaftrykket og livscyklusanalysen nu er blevet væsentlige kriterier i valget af solcellepaneler, vil indkøb af materialer blive et afgørende element i Europa i de næste par år," sagde Anis Fouini, direktør for CEA-INES , i et interview med pv-magasinet Frankrig.
Aude Derrier, forskningsprojektets koordinator, sagde, at hendes kolleger har kigget på de forskellige materialer, der allerede eksisterer, for at finde et, der kunne gøre det muligt for modulproducenter at producere paneler, der forbedrer ydeevne, holdbarhed og omkostninger, og samtidig sænker miljøpåvirkningen.Den første demonstrator består af heterojunction (HTJ) solceller integreret i et kompositmateriale.
"Forsiden er lavet af en glasfiberfyldt polymer, som giver gennemsigtighed," sagde Derrier."Bagsiden er lavet af komposit baseret på termoplast, hvori en vævning af to fibre, hør og basalt, er integreret, hvilket vil give mekanisk styrke, men også bedre modstandsdygtighed over for fugt."
Hørren kommer fra det nordlige Frankrig, hvor hele det industrielle økosystem allerede er til stede.Basalten kommer andre steder i Europa og er vævet af en industriel partner fra INES.Dette reducerede kulstofaftrykket med 75 gram CO2 pr. watt sammenlignet med et referencemodul med samme effekt.Vægten blev også optimeret og er mindre end 5 kg pr. kvadratmeter.
"Dette modul er rettet mod tag-PV og bygningsintegration," sagde Derrier.“Fordelen er, at den er naturligt sort i farven, uden behov for et bagsideark.Med hensyn til genbrug, takket være termoplast, som kan omsmeltes, er adskillelsen af lagene også teknisk enklere.”
Modulet kan laves uden at tilpasse aktuelle processer.Derrier sagde, at ideen er at overføre teknologien til producenterne uden yderligere investeringer.
"Det eneste krav er at have frysere til at opbevare materialet og ikke starte harpiks-tværbindingsprocessen, men de fleste producenter bruger i dag prepreg og er allerede udstyret til dette," sagde hun.
"Vi arbejdede på glassets anden levetid og udviklede et modul bestående af genbrugt 2,8 mm glas, der kommer fra et gammelt modul," sagde Derrier."Vi har også brugt et termoplastisk indkapslingsmiddel, som ikke kræver tværbinding, som derfor vil være let at genbruge, og en termoplastisk komposit med hørfibre for modstand."
Modulets basaltfrie bagside har en naturlig hørfarve, som f.eks. kunne være æstetisk interessant for arkitekter med hensyn til facadeintegration.Derudover viste INES-beregningsværktøjet en reduktion på 10 % i CO2-fodaftrykket.
"Det er nu bydende nødvendigt at stille spørgsmålstegn ved de fotovoltaiske forsyningskæder," sagde Jouini.”Med hjælp fra Rhône-Alpes-regionen inden for rammerne af den internationale udviklingsplan gik vi derfor på udkig efter aktører uden for solenergisektoren for at finde ny termoplast og nye fibre.Vi tænkte også på den nuværende lamineringsproces, som er meget energikrævende.”
Mellem tryksætningen, presningen og afkølingsfasen varer lamineringen normalt mellem 30 og 35 minutter med en driftstemperatur på omkring 150 C til 160 C.
"Men for moduler, der i stigende grad inkorporerer øko-designede materialer, er det nødvendigt at transformere termoplast ved omkring 200 C til 250 C, vel vidende at HTJ-teknologi er følsom over for varme og ikke må overstige 200 C," sagde Derrier.
Forskningsinstituttet slår sig sammen med den fransk-baserede induktionstermokompressionsspecialist Roctool for at reducere cyklustider og lave former efter kundernes behov.Sammen har de udviklet et modul med en bagside lavet af polypropylen-type termoplastisk komposit, hvortil genbrugte kulfibre er integreret.Forsiden er lavet af termoplast og glasfiber.
"Roctools induktionstermokompressionsproces gør det muligt at opvarme de to for- og bagplader hurtigt uden at skulle nå 200 C i kernen af HTJ-cellerne," sagde Derrier.
Virksomheden hævder, at investeringen er lavere, og at processen kan opnå en cyklustid på blot et par minutter, mens der bruges mindre energi.Teknologien henvender sig til kompositproducenter, for at give dem mulighed for at producere dele i forskellige former og størrelser, samtidig med at de integrerer lettere og mere holdbare materialer.
Indlægstid: 24. juni 2022