Ranskalainen aurinkoenergiainstituutti INES on kehittänyt uusia aurinkosähkömoduuleja kestomuoveista ja Euroopasta hankituista luonnonkuiduista, kuten pellavasta ja basaltista.Tutkijat pyrkivät vähentämään aurinkopaneelien ympäristöjalanjälkeä ja painoa sekä parantamaan kierrätystä.
Edessä kierrätetty lasipaneeli ja takana pellavakomposiitti
Kuva: GD
Ranskan pv-lehdestä
Ranskan kansallisen aurinkoenergiainstituutin (INES) – Ranskan vaihtoehtoisten energia- ja atomienergiakomission (CEA) jaosto – tutkijat kehittävät aurinkomoduuleja, joissa on uusia biopohjaisia materiaaleja etu- ja takapuolella.
"Koska hiilijalanjäljestä ja elinkaarianalyysistä on tullut olennaisia kriteereitä aurinkosähköpaneelien valinnassa, materiaalien hankinnasta tulee lähivuosina keskeinen tekijä Euroopassa", sanoi CEA-INESin johtaja Anis Fouini. , haastattelussa pv-lehdelle France.
Tutkimusprojektin koordinaattori Aude Derrier sanoi, että hänen kollegansa ovat tutkineet erilaisia jo olemassa olevia materiaaleja löytääkseen sellaisen, jonka avulla moduulien valmistajat voisivat tuottaa paneeleja, jotka parantavat suorituskykyä, kestävyyttä ja kustannuksia samalla kun vähentävät ympäristövaikutuksia.Ensimmäinen demonstraatio koostuu HTJ-aurinkokennoista, jotka on integroitu täysin komposiittimateriaaliin.
"Etupuoli on valmistettu lasikuitutäytteisestä polymeeristä, joka tarjoaa läpinäkyvyyttä", Derrier sanoi."Takapuoli on valmistettu kestomuoviin perustuvasta komposiitista, johon on integroitu kahden kuidun, pellava ja basaltti, kudos, joka tarjoaa mekaanista lujuutta, mutta myös paremman kosteudenkestävyyden."
Pellava on peräisin Pohjois-Ranskasta, jossa koko teollinen ekosysteemi on jo läsnä.Basaltti on hankittu muualta Euroopasta, ja sen on kudonut INESin teollisuuskumppani.Tämä pienensi hiilijalanjälkeä 75 grammalla CO2/watti verrattuna saman tehon vertailumoduuliin.Paino on myös optimoitu ja se on alle 5 kiloa neliömetriltä.
"Tämä moduuli on suunnattu kattosähkön ja rakennuksen integrointiin", Derrier sanoi.”Etuna on, että se on väriltään luonnostaan musta, ilman taustalevyä.Kierrätyksen kannalta uudelleensulatettavien kestomuovien ansiosta kerrosten erottaminen on myös teknisesti yksinkertaisempaa.
Moduuli voidaan valmistaa mukauttamatta nykyisiä prosesseja.Derrierin mukaan idea on siirtää teknologia valmistajille ilman lisäinvestointeja.
"Ainoa välttämättömyys on pakastimet materiaalin varastointia varten eikä hartsin silloitusprosessin aloittamista, mutta useimmat valmistajat käyttävät nykyään prepregiä ja ovat jo varustettuja tätä varten", hän sanoi.
"Työskentelimme lasin toista elämää ja kehitimme moduulin, joka koostuu uudelleen käytetystä 2,8 mm:n lasista, joka on peräisin vanhasta moduulista", Derrier sanoi."Olemme myös käyttäneet kestomuovista kapselointiainetta, joka ei vaadi silloitusta, mikä on siksi helppo kierrättää, ja kestomuovikomposiittia, jossa on pellavakuitua kestävyyden vuoksi."
Moduulin basalttiton takapinta on luonnollisen pellavavärisenä, mikä voisi olla esteettisesti kiinnostavaa arkkitehtien kannalta esimerkiksi julkisivuintegroinnin kannalta.Lisäksi INES-laskentatyökalu osoitti, että hiilijalanjälki pieneni 10 %.
"Nyt on välttämätöntä kyseenalaistaa aurinkosähkön toimitusketjut", Jouini sanoi.”Rhône-Alpes-alueen avulla kansainvälisen kehityssuunnitelman puitteissa lähdimme etsimään toimijoita aurinkoalan ulkopuolelta löytääksemme uusia kestomuoveja ja uusia kuituja.Mietimme myös nykyistä laminointiprosessia, joka on erittäin energiaintensiivinen.”
Paineistuksen, puristuksen ja jäähdytysvaiheen välillä laminointi kestää yleensä 30-35 minuuttia, käyttölämpötilan ollessa noin 150-160 C.
"Mutta moduuleissa, jotka sisältävät yhä enemmän ekologisesti suunniteltuja materiaaleja, on välttämätöntä muuttaa kestomuovit noin 200 °C:sta 250 °C:seen, koska tiedetään, että HTJ-tekniikka on herkkä lämmölle eikä saa ylittää 200 °C:ta", Derrier sanoi.
Tutkimuslaitos tekee yhteistyötä ranskalaisen induktion lämpökompressioon erikoistuneen Roctoolin kanssa lyhentääkseen sykliaikoja ja muotoillakseen muotoja asiakkaiden tarpeiden mukaan.Yhdessä he ovat kehittäneet moduulin, jonka takapinta on valmistettu polypropeenityyppisestä termoplastisesta komposiitista, johon on integroitu kierrätettyä hiilikuitua.Etupuoli on valmistettu kestomuovista ja lasikuidusta.
"Roctoolin induktiolämpöpuristusprosessi mahdollistaa kahden etu- ja takalevyn nopean lämmittämisen ilman, että HTJ-kennojen ytimessä on 200 C lämpötilaa", Derrier sanoi.
Yhtiö väittää, että investointi on pienempi ja prosessi voisi saavuttaa vain muutaman minuutin syklin, mutta kuluttaa vähemmän energiaa.Tekniikka on suunnattu komposiittivalmistajille, jotta he voivat valmistaa erimuotoisia ja -kokoisia osia yhdistäen samalla kevyempiä ja kestävämpiä materiaaleja.
Postitusaika: 24.6.2022