Το γαλλικό ινστιτούτο ηλιακής ενέργειας Ines έχει αναπτύξει νέες φωτοβολταϊκές ενότητες με θερμοπλαστικά και φυσικές ίνες που προέρχονται στην Ευρώπη, όπως το λινάρι και ο βασάλτης. Οι επιστήμονες στοχεύουν στη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος και του βάρους των ηλιακών συλλεκτών, βελτιώνοντας παράλληλα την ανακύκλωση.
Ένα ανακυκλωμένο γυάλινο πάνελ στο μπροστινό μέρος και ένα σύνθετο λινάρι στο πίσω μέρος
Εικόνα: GD
Από το PV Magazine France
Οι ερευνητές του Εθνικού Ινστιτούτου Ηλιακής Ενέργειας της Γαλλίας (Ines)-ένα τμήμα των γαλλικών εναλλακτικών ενέργειων και της Επιτροπής Ατομικής Ενέργειας (CEA)-αναπτύσσουν ηλιακές ενότητες με νέα βιολογικά υλικά στις μπροστινές και πίσω πλευρές.
"Καθώς το αποτύπωμα άνθρακα και η ανάλυση του κύκλου ζωής έχουν πλέον καταστεί βασικά κριτήρια στην επιλογή των φωτοβολταϊκών πάνελ, η προμήθεια υλικών θα γίνει ένα κρίσιμο στοιχείο στην Ευρώπη τα επόμενα χρόνια", δήλωσε ο Anis Fouini, διευθυντής της CEA-ines , σε συνέντευξή του στο PV Magazine France.
Ο Aude Derrier, συντονιστής του ερευνητικού έργου, δήλωσε ότι οι συνάδελφοί της εξέτασαν τα διάφορα υλικά που υπάρχουν ήδη, για να βρουν ένα που θα μπορούσε να επιτρέψει στους κατασκευαστές μονάδων να παράγουν πίνακες που βελτιώνουν την απόδοση, την ανθεκτικότητα και το κόστος, μειώνοντας ταυτόχρονα τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Ο πρώτος διαδηλωτής αποτελείται από ηλιακά κύτταρα ετεροαξυλίας (HTJ) που ενσωματώνονται σε ένα σύνθετο υλικό.
"Η μπροστινή πλευρά είναι κατασκευασμένη από ένα πολυμερές γεμάτο από υαλοβάμβακα, το οποίο παρέχει διαφάνεια", δήλωσε ο Derrier. "Η πίσω πλευρά είναι κατασκευασμένη από σύνθετα με βάση τα θερμοπλαστικά στην οποία έχει ενσωματωθεί μια ύφανση δύο ινών, λινάρι και βασάλτη, η οποία θα παρέχει μηχανική αντοχή, αλλά και καλύτερη αντίσταση στην υγρασία".
Το λινάρι προέρχεται από τη βόρεια Γαλλία, όπου υπάρχει ήδη ολόκληρο το βιομηχανικό οικοσύστημα. Ο βασάλτης προέρχεται σε άλλα μέρη στην Ευρώπη και υφαίνεται από έναν βιομηχανικό εταίρο της Ines. Αυτό μείωσε το αποτύπωμα άνθρακα κατά 75 γραμμάρια CO2 ανά watt, σε σύγκριση με μια μονάδα αναφοράς της ίδιας ισχύος. Το βάρος ήταν επίσης βελτιστοποιημένο και είναι μικρότερο από 5 κιλά ανά τετραγωνικό μέτρο.
"Αυτή η ενότητα απευθύνεται στη φωτοβολταϊκή οροφή και στην ενσωμάτωση της οικοδόμησης", δήλωσε ο Derrier. "Το πλεονέκτημα είναι ότι είναι φυσικά μαύρο χρώμα, χωρίς την ανάγκη για ένα backsheet. Όσον αφορά την ανακύκλωση, χάρη στα θερμοπλαστικά, τα οποία μπορούν να απομακρυνθούν, ο διαχωρισμός των στρωμάτων είναι επίσης τεχνικά απλούστερος. "
Η ενότητα μπορεί να γίνει χωρίς να προσαρμόζονται οι τρέχουσες διαδικασίες. Ο Derrier είπε ότι η ιδέα είναι να μεταφερθεί η τεχνολογία στους κατασκευαστές, χωρίς πρόσθετες επενδύσεις.
"Η μόνη επιτακτική ανάγκη είναι να έχουν καταψύκτες για να αποθηκεύσουν το υλικό και να μην ξεκινήσουν τη διαδικασία διασταυρούμενης σύνδεσης ρητίνης, αλλά οι περισσότεροι κατασκευαστές χρησιμοποιούν σήμερα το Prepreg και είναι ήδη εξοπλισμένοι για αυτό", ανέφερε.
"Εργαστήκαμε στη δεύτερη ζωή του γυαλιού και αναπτύξαμε μια ενότητα που αποτελείται από επαναχρησιμοποίηση γυαλιού 2,8 mm που προέρχεται από μια παλιά ενότητα", δήλωσε ο Derrier. "Χρησιμοποιήσαμε επίσης ένα θερμοπλαστικό ενθυλάκιο που δεν απαιτεί διασταυρούμενη σύνδεση, η οποία επομένως θα είναι εύκολο να ανακυκλωθεί και ένα θερμοπλαστικό σύνθετο με ίνες λίνου για αντίσταση".
Η πίσω όψη χωρίς βασάλτη της μονάδας έχει ένα φυσικό χρώμα λινό, το οποίο θα μπορούσε να είναι αισθητικά ενδιαφέρον για τους αρχιτέκτονες όσον αφορά την ολοκλήρωση της πρόσοψης, για παράδειγμα. Επιπλέον, το εργαλείο υπολογισμού του Ines έδειξε μείωση κατά 10% στο αποτύπωμα άνθρακα.
"Είναι πλέον επιτακτική η αμφισβήτηση των φωτοβολταϊκών αλυσίδων εφοδιασμού", δήλωσε ο Jouini. "Με τη βοήθεια της περιοχής Rhône-Alpes στο πλαίσιο του διεθνούς σχεδίου ανάπτυξης, λοιπόν πήγαμε ψάχνουμε για παίκτες εκτός του ηλιακού τομέα για να βρούμε νέα θερμοπλαστικά και νέες ίνες. Σκεφτήκαμε επίσης για την τρέχουσα διαδικασία πλαστικοποίησης, η οποία είναι πολύ έντονη ενέργεια. "
Μεταξύ της πίεσης, της πίεσης και της φάσης ψύξης, η πλαστικοποίηση συνήθως διαρκεί μεταξύ 30 και 35 λεπτών, με θερμοκρασία λειτουργίας περίπου 150 C έως 160 C.
"Αλλά για τις ενότητες που ενσωματώνουν όλο και περισσότερο τα οικολογικά σχεδιασμένα υλικά, είναι απαραίτητο να μετασχηματιστούν τα θερμοπλαστικά σε περίπου 200c έως 250 ° C, γνωρίζοντας ότι η τεχνολογία HTJ είναι ευαίσθητη στη θερμότητα και δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 200 C", δήλωσε ο Derrier.
Το ερευνητικό ινστιτούτο συνεργάζεται με τον ειδικό για τη θερμοκρασία με βάση τη Γαλλία Roctool, για να μειώσει τους χρόνους κύκλου και να κάνει σχήματα ανάλογα με τις ανάγκες των πελατών. Μαζί, έχουν αναπτύξει μια ενότητα με πίσω όψη κατασκευασμένο από θερμοπλαστικό σύνθετο τύπου πολυπροπυλενίου, στο οποίο έχουν ενσωματωθεί οι ανακυκλωμένες ίνες άνθρακα. Η μπροστινή πλευρά είναι κατασκευασμένη από θερμοπλαστικά και υαλοβάμβακα.
"Η διαδικασία θερμονωπτικής επαγωγής του Roctool καθιστά δυνατή τη γρήγορη θερμότητα των δύο εμπρός και πίσω πλάκες, χωρίς να χρειάζεται να φτάσει τα 200 C στον πυρήνα των κυττάρων HTJ", δήλωσε ο Derrier.
Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι η επένδυση είναι χαμηλότερη και η διαδικασία θα μπορούσε να επιτύχει χρόνο κύκλου μόλις λίγων λεπτών, ενώ χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια. Η τεχνολογία απευθύνεται σε σύνθετους κατασκευαστές, για να τους δώσει τη δυνατότητα παραγωγής τμημάτων διαφορετικών σχημάτων και μεγεθών, ενώ ενσωματώνει ελαφρύτερα και πιο ανθεκτικά υλικά.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιούνιος-24-2022