مؤسسه انرژی خورشیدی فرانسوی INES ماژول های PV جدیدی با ترموپلاستیک و الیاف طبیعی که از اروپا مانند کتان و بازالت تهیه می شود، توسعه داده است. هدف دانشمندان کاهش ردپای محیطی و وزن صفحات خورشیدی و در عین حال بهبود بازیافت است.
یک پنل شیشه ای بازیافتی در جلو و یک کامپوزیت کتانی در پشت
تصویر: GD
از مجله pv فرانسه
محققان موسسه ملی انرژی خورشیدی فرانسه (INES) - بخشی از کمیسیون انرژی های جایگزین و انرژی اتمی فرانسه (CEA) - در حال توسعه ماژول های خورشیدی با مواد زیستی جدید در قسمت های جلو و عقب هستند.
انیس فوینی، مدیر CEA-INES گفت: «از آنجایی که ردپای کربن و تجزیه و تحلیل چرخه عمر اکنون به معیارهای اساسی در انتخاب پانل‌های فتوولتائیک تبدیل شده‌اند، تامین مواد در چند سال آینده به یک عنصر حیاتی در اروپا تبدیل خواهد شد. ، در مصاحبه با مجله pv فرانسه.
Aude Derrier، هماهنگ‌کننده پروژه تحقیقاتی، گفت که همکارانش مواد مختلفی را که در حال حاضر وجود دارد، بررسی کرده‌اند تا موادی را بیابند که به تولیدکنندگان ماژول‌ها اجازه می‌دهد تا پانل‌هایی تولید کنند که عملکرد، دوام و هزینه را بهبود می‌بخشد و در عین حال اثرات زیست‌محیطی را کاهش می‌دهد. اولین نمایشگر متشکل از سلول های خورشیدی ناهمگون (HTJ) است که در یک ماده تمام کامپوزیتی یکپارچه شده اند.
Derrier گفت: "قسمت جلویی از یک پلیمر پر از فایبرگلاس ساخته شده است که شفافیت را فراهم می کند." قسمت پشتی از کامپوزیت بر پایه ترموپلاستیک ساخته شده است که در آن دو الیاف کتان و بازالت بافته شده است که استحکام مکانیکی و همچنین مقاومت بهتری در برابر رطوبت دارد.
کتان از شمال فرانسه، جایی که کل اکوسیستم صنعتی در حال حاضر وجود دارد، تهیه می شود. بازالت از جاهای دیگر اروپا تامین می شود و توسط شریک صنعتی INES بافته می شود. این امر ردپای کربن را در مقایسه با یک ماژول مرجع با همان قدرت، 75 گرم CO2 در هر وات کاهش داد. وزن نیز بهینه شده و کمتر از 5 کیلوگرم بر متر مربع است.
Derrier گفت: "این ماژول برای PV پشت بام و یکپارچه سازی ساختمان طراحی شده است." "مزیت آن این است که به طور طبیعی سیاه رنگ است، بدون نیاز به صفحه پشتی. از نظر بازیافت، به لطف ترموپلاستیک‌ها که قابلیت ذوب مجدد دارند، جداسازی لایه‌ها از نظر فنی نیز ساده‌تر است.
ماژول را می توان بدون تطبیق فرآیندهای فعلی ساخت. Derrier گفت که ایده انتقال فناوری به تولیدکنندگان بدون سرمایه گذاری اضافی است.
او گفت: "تنها ضروری است که فریزرهایی برای نگهداری مواد داشته باشیم و فرآیند پیوند متقابل رزین را شروع نکنیم، اما اکثر تولیدکنندگان امروزی از prepreg استفاده می کنند و از قبل برای این کار مجهز هستند."
Derrier گفت: "ما روی دومین عمر شیشه کار کردیم و ماژولی ساخته شده از شیشه 2.8 میلی متری استفاده مجدد ساخته شده است که از یک ماژول قدیمی می آید." ما همچنین از یک محصورکننده گرمانرم استفاده کرده‌ایم که نیازی به اتصال متقابل ندارد، بنابراین بازیافت آن آسان خواهد بود، و از کامپوزیت گرمانرم با الیاف کتان برای مقاومت استفاده کرده‌ایم.»
نمای پشتی بدون بازالت ماژول دارای رنگ کتانی طبیعی است که به عنوان مثال از نظر یکپارچگی نما می تواند از نظر زیبایی شناختی برای معماران جالب باشد. علاوه بر این، ابزار محاسبه INES کاهش 10 درصدی در ردپای کربن را نشان داد.
جوینی گفت: اکنون ضروری است که زنجیره تامین فتوولتائیک را زیر سوال ببریم. بنابراین، با کمک منطقه رون-آلپ در چارچوب برنامه توسعه بین المللی، ما به دنبال بازیگرانی خارج از بخش خورشیدی برای یافتن ترموپلاستیک های جدید و الیاف جدید رفتیم. ما همچنین به فرآیند لمینیت فعلی فکر کردیم که بسیار انرژی بر است.
بین مرحله فشار، پرس و خنک‌سازی، لمینیت معمولاً بین 30 تا 35 دقیقه طول می‌کشد و دمای عملیاتی آن حدود 150 تا 160 درجه سانتیگراد است.
دریر گفت: «اما برای ماژول‌هایی که به طور فزاینده‌ای از مواد با طراحی سازگار با محیط زیست استفاده می‌کنند، لازم است ترموپلاستیک‌ها را در دمای 200 تا 250 درجه سانتیگراد تغییر دهیم، زیرا فناوری HTJ به گرما حساس است و نباید از 200 درجه سانتیگراد تجاوز کند.»
این موسسه تحقیقاتی با متخصص فشرده سازی حرارتی القایی مستقر در فرانسه Roctool همکاری می کند تا زمان چرخه را کاهش دهد و شکل هایی را مطابق با نیاز مشتریان بسازد. آنها با هم یک ماژول با صفحه عقب ساخته شده از کامپوزیت ترموپلاستیک از نوع پلی پروپیلن ساخته اند که الیاف کربن بازیافتی در آن ادغام شده است. قسمت جلویی آن از ترموپلاستیک و فایبرگلاس ساخته شده است.
Derrier گفت: «فرآیند فشرده سازی حرارتی القایی Roctool این امکان را فراهم می کند که دو صفحه جلو و عقب را به سرعت بدون نیاز به رسیدن به 200 درجه سانتیگراد در هسته سلول های HTJ گرم کنید.
این شرکت ادعا می‌کند که سرمایه‌گذاری کمتر است و این فرآیند می‌تواند به یک چرخه زمان فقط چند دقیقه برسد، در حالی که انرژی کمتری مصرف می‌کند. هدف این فناوری تولیدکنندگان کامپوزیت است تا به آنها امکان تولید قطعات با اشکال و اندازه‌های مختلف و در عین حال ترکیب مواد سبک‌تر و بادوام‌تر را بدهد.
زمان ارسال: ژوئن-24-2022