Nowe panele fotowoltaiczne pochodzenia biologicznego – czy fotowoltaika będzie bardziej ekologiczna?

Produkcja paneli fotowoltaicznych, tak jak produkcja każdego urządzenia elektrycznego wiąże się z negatywnym wpływem na środowisko. Mimo tego, że panele fotowoltaiczne w dużym stopniu podlegają recyklingowi, ich bezpieczna utylizacja stanowi wyzwanie. Francuscy naukowcy z Instytutu Energii Słonecznej (INES) opracowali panele fotowoltaiczne oparte o surowce pochodzenia biologicznego. Czy nowa technologia zmniejszy ślad węglowy?

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia

Panele fotowoltaiczne z naturalnych materiałów

Francuski Instytut Energii Słonecznej (INES) opracował innowacyjne moduły fotowoltaiczne z termoplastycznych włókien pozyskiwanych w Europie z lnu i bazaltu. Celem naukowców jest zmniejszenie wpływu czynności produkcyjnych na środowisko, a także masy paneli słonecznych, przy jednoczesnej poprawie ich utylizacji oraz recyklingu.

Nowa technologia

Ślad węglowy stał się głównym wyznacznikiem ekologiczności produktu, a metody wytwórcze stają się głównym kryterium przy wyborze paneli fotowoltaicznych. Badacze z INES przyjrzeli się różnym materiałom, aby znaleźć odpowiedni, nadający się do produkcji modułów PV. Postawiono sobie za cel nie tylko redukcję śladu węglowego, ale również poprawę wydajności, trwałości i kosztów.

Pierwsza demonstracyjna konstrukcja składa się z ogniw słonecznych z heterozłączem (HTJ) zintegrowanych z materiałem kompozytowym. Przód opracowanego modułu PV jest wykonany z polimeru wypełnionego włóknem szklanym, aby zapewnić przezroczystość. Tylna strona natomiast jest wykonana z materiału kompozytowego na bazie tworzyw termoplastycznych, w których zastosowano splot dwóch włókien - lnu i bazaltu.

Redukcja śladu węglowego

Połączenie lnu i bazaltu zapewnia wytrzymałość mechaniczną i lepszą odporność na wilgoć. Wykorzystany len pochodził z Francji, a bazalt z innych części Europy. Mimo konieczności transportu surowców, taka konstrukcja zmniejszyła ślad węglowy o 75 gramów CO2/W w porównaniu z typowym modułem o tej samej mocy. W projekcie modułu PV zoptymalizowano również wagę. Wynosi ona mniej niż 5 kg na m2.

Nowy moduł PV - przeznaczenie i recykling

Nowy moduł jest przeznaczony do instalacji fotowoltaicznej, którą montuje się na dachu lub integruje z budynkiem. Moduł ma naturalnie czarny kolor. Na pochwałę zasługuje również kwestia recyklingu. Dzięki tworzywom termoplastycznym, które można ponownie stopić, separacja warstw w procesie recyklingu jest prostsza technicznie niż w przypadku tradycyjnych modułów. Jak wskazała Aude Derrier, koordynatorka projektu badawczego, moduł można wykonać bez konieczności dostosowywania bieżących procesów. Co oznacza, że producenci mogą wdrażać nową technologię bez dodatkowych inwestycji.

Szukanie rozwiązań

Instytut INES przyjrzał się problemowi, z którym boryka się większość producentów fotowoltaiki, czyli dostawom szkła solarnego. Zaczęto ponownie prowadzić badania nad użyciem szkła hartowanego. Zastosowano termoplastyczną osłonę oraz termoplastyczny kompozyt z włókien lnianych. Wykorzystanie takich materiałów nie tylko zwiększyło odporność szkła, ale także znacząco ułatwiło jego recyklingu.

Instytut, zwrócił również uwagę na proces laminowania, który jest bardzo energochłonny. W tym celu instytut INES łączy siły z firmą Roctool. Zespół opracował moduł z tylną powierzchnią wytworzoną z termoplastycznego kompozytu polipropylenowego, z którym zintegrowano włókna węglowe pochodzące z recyklingu. Część przednią wykonano z materiałów termoplastycznych i włókna szklanego.

Roctool twierdzi, że koszty inwestycji są niższe, a sam proces może trwać zaledwie kilka minut i zużywać mniejszą ilość energii.

Źródło: pv-magazine.com, ines-solaire.org.

Zobacz również