Viện năng lượng mặt trời INES của Pháp đã phát triển các mô-đun PV mới bằng nhựa nhiệt dẻo và sợi tự nhiên có nguồn gốc từ Châu Âu, chẳng hạn như lanh và bazan. Các nhà khoa học đặt mục tiêu giảm tác động môi trường và trọng lượng của các tấm pin mặt trời, đồng thời cải thiện hoạt động tái chế.
Một tấm kính tái chế ở mặt trước và một tấm vải lanh tổng hợp ở mặt sau
Hình ảnh: GD
Từ tạp chí pv Pháp
Các nhà nghiên cứu tại Viện Năng lượng Mặt trời Quốc gia Pháp (INES) – một bộ phận của Ủy ban Năng lượng Nguyên tử và Năng lượng Thay thế Pháp (CEA) – đang phát triển các mô-đun năng lượng mặt trời có các vật liệu dựa trên sinh học mới ở mặt trước và mặt sau.
Anis Fouini, giám đốc CEA-INES cho biết: “Vì lượng khí thải carbon và phân tích vòng đời hiện đã trở thành tiêu chí thiết yếu trong việc lựa chọn các tấm quang điện, nên nguồn nguyên liệu sẽ trở thành một yếu tố quan trọng ở châu Âu trong vài năm tới”. , trong một cuộc phỏng vấn với tạp chí pv Pháp.
Aude Derrier, điều phối viên của dự án nghiên cứu, cho biết các đồng nghiệp của cô đã xem xét các vật liệu khác nhau hiện có để tìm ra loại vật liệu có thể cho phép các nhà sản xuất mô-đun sản xuất các tấm cải thiện hiệu suất, độ bền và chi phí, đồng thời giảm tác động đến môi trường. Trình diễn đầu tiên bao gồm các pin mặt trời dị thể (HTJ) được tích hợp vào một vật liệu hoàn toàn tổng hợp.
Derrier cho biết: “Mặt trước được làm bằng polyme chứa đầy sợi thủy tinh, mang lại độ trong suốt. “Mặt sau được làm bằng composite dựa trên nhựa nhiệt dẻo, trong đó kết hợp hai loại sợi, lanh và bazan, sẽ mang lại độ bền cơ học nhưng cũng có khả năng chống ẩm tốt hơn.”
Cây lanh có nguồn gốc từ miền bắc nước Pháp, nơi có toàn bộ hệ sinh thái công nghiệp. Đá bazan có nguồn gốc từ những nơi khác ở Châu Âu và được dệt bởi một đối tác công nghiệp của INES. Điều này giúp giảm lượng khí thải carbon xuống 75 gam CO2 trên mỗi watt, so với mô-đun tham chiếu có cùng công suất. Trọng lượng cũng được tối ưu hóa và dưới 5 kg trên một mét vuông.
Derrier cho biết: “Mô-đun này nhằm mục đích tích hợp quang điện trên mái nhà và tòa nhà. “Ưu điểm là có màu đen tự nhiên, không cần tấm nền. Về mặt tái chế, nhờ nhựa nhiệt dẻo có thể nấu chảy lại nên việc tách các lớp cũng đơn giản hơn về mặt kỹ thuật.”
Mô-đun này có thể được thực hiện mà không cần điều chỉnh các quy trình hiện tại. Derrier cho biết ý tưởng là chuyển giao công nghệ cho các nhà sản xuất mà không cần đầu tư thêm.
Cô nói: “Điều bắt buộc duy nhất là phải có tủ đông để lưu trữ nguyên liệu và không bắt đầu quá trình liên kết ngang nhựa, nhưng hầu hết các nhà sản xuất ngày nay đều sử dụng prereg và đã được trang bị cho việc này”.
Derrier cho biết: “Chúng tôi đã nghiên cứu đời sống thứ hai của kính và phát triển một mô-đun được làm từ kính 2,8 mm tái sử dụng lấy từ một mô-đun cũ”. “Chúng tôi cũng đã sử dụng chất bao bọc nhựa nhiệt dẻo không cần liên kết ngang, do đó sẽ dễ tái chế và hỗn hợp nhựa nhiệt dẻo với sợi lanh để chống chịu.”
Ví dụ, mặt sau không có đá bazan của mô-đun có màu vải lanh tự nhiên, có thể mang lại sự thú vị về mặt thẩm mỹ cho các kiến trúc sư về mặt tích hợp mặt tiền. Ngoài ra, công cụ tính toán INES cho thấy lượng khí thải carbon giảm 10%.
Jouini cho biết: “Bây giờ bắt buộc phải đặt câu hỏi về chuỗi cung ứng quang điện. “Với sự giúp đỡ của vùng Rhône-Alpes trong khuôn khổ Kế hoạch Phát triển Quốc tế, chúng tôi đã tìm kiếm những người chơi bên ngoài lĩnh vực năng lượng mặt trời để tìm nhựa nhiệt dẻo mới và sợi mới. Chúng tôi cũng đã nghĩ đến quy trình cán màng hiện tại vốn rất tốn năng lượng.”
Giữa giai đoạn điều áp, ép và làm mát, quá trình cán thường kéo dài từ 30 đến 35 phút, với nhiệt độ hoạt động khoảng 150 C đến 160 C.
Derrier cho biết: “Nhưng đối với các mô-đun ngày càng kết hợp các vật liệu được thiết kế thân thiện với môi trường, cần phải biến đổi nhựa nhiệt dẻo ở khoảng 200 C đến 250 C, biết rằng công nghệ HTJ rất nhạy cảm với nhiệt và không được vượt quá 200 C”.
Viện nghiên cứu đang hợp tác với chuyên gia nén nhiệt cảm ứng Roctool có trụ sở tại Pháp để giảm thời gian chu kỳ và tạo hình theo nhu cầu của khách hàng. Họ đã cùng nhau phát triển một mô-đun có mặt sau làm bằng hỗn hợp nhựa nhiệt dẻo loại polypropylen, được tích hợp sợi carbon tái chế. Mặt trước được làm bằng nhựa nhiệt dẻo và sợi thủy tinh.
Derrier cho biết: “Quy trình nén nhiệt cảm ứng của Roctool giúp làm nóng hai tấm phía trước và phía sau một cách nhanh chóng mà không cần phải đạt tới 200 C ở lõi của tế bào HTJ”.
Công ty tuyên bố mức đầu tư thấp hơn và quy trình có thể đạt được thời gian chu kỳ chỉ vài phút trong khi sử dụng ít năng lượng hơn. Công nghệ này hướng đến các nhà sản xuất composite, giúp họ có khả năng sản xuất các bộ phận có hình dạng và kích cỡ khác nhau, đồng thời tích hợp các vật liệu nhẹ hơn và bền hơn.
Thời gian đăng: 24-06-2022