Panel fotowoltaiczny składany jak origami. Prototyp mieści się w walizce

• Naukowcy z Peru i firma Dinamo Tecnologías rozwijają składany panel fotowoltaiczny o mocy 388 Wp, przeznaczony m.in. dla małych łodzi i zastosowań mobilnych.
• Prototyp waży 6,2 kg i po złożeniu zajmuje 0,24 m² zamiast 1,97 m², co oznacza redukcję powierzchni o około 88 proc.
• Technologia pozostaje na poziomie TRL 3, a jej trwałość, odporność na warunki morskie, koszt i termin komercjalizacji nie są jeszcze znane.

Panel fotowoltaiczny o mocy 388 Wp, który po złożeniu zajmuje niewielką część pierwotnej powierzchni i może być przewożony w walizce – nad takim rozwiązaniem pracują naukowcy z Papieskiego Uniwersytetu Katolickiego Peru oraz firma Dinamo Tecnologías. Konstrukcja jest rozwijana z myślą o małych jednostkach pływających i mobilnych zastosowaniach przemysłowych. Na razie pozostaje jednak prototypem, którego trwałość i opłacalność wymagają dalszych testów.

Panel rozkładany jednym ruchem

Podstawą projektu jest wzór Miura-Ori, czyli układ zgięć pozwalający składać i rozkładać dużą powierzchnię jednym ruchem. Motyw origami nie zwiększa sprawności ogniw. Jego zadaniem jest zmniejszenie wymiarów transportowych, skrócenie czasu rozstawiania i umożliwienie użycia fotowoltaiki tam, gdzie brakuje miejsca na stały moduł.

Prototyp składa się z 60 ogniw i ma moc 388 Wp. Według karty projektu waży około 6,2 kg, zajmuje 1,97 m² po rozłożeniu oraz około 0,24 m² po złożeniu, co oznacza redukcję powierzchni o blisko 88 proc. Moc przypadająca na rozłożoną powierzchnię wynosi około 197 Wp/m², ale są to parametry prototypu, a nie produktu handlowego.

Dlaczego zwykły panel nie zawsze wystarczy?

Konwencjonalny moduł ma stałe wymiary i wymaga trwałego miejsca montażowego, co na małej łodzi może ograniczać wykorzystanie pokładu. Także panele półelastyczne pozostają długie i trudne do przewożenia. Składany system można rozstawić podczas postoju, a następnie schować przed wznowieniem pracy jednostki.

Według zespołu część małych łodzi pracuje około ośmiu godzin, a przez kolejnych kilkanaście pozostaje w gotowości. W tym czasie energię zapewniają generatory paliwowe, dlatego system PV miałby zasilać część odbiorników lub współpracować z magazynem energii. Jak podkreśla przedstawiciel projektu, „Jednym z pomysłów było skrócenie czasu pracy generatorów, a nie ich całkowita wymiana na systemy fotowoltaiczne”.

Morze zweryfikuje trwałość konstrukcji

Największym wyzwaniem pozostaje odporność zawiasów i miejsc zgięcia na wielokrotne cykle pracy. Sprawdzenia wymagają także odporność na sól, wilgoć, promieniowanie UV, drgania, uderzenia i silny wiatr oraz zabezpieczenie połączeń elektrycznych. Badacze wskazują, że trwałość mechaniczna, korozja i integracja z instalacją jednostki mają być przedmiotem kolejnych testów.

Projekt jest rozwijany także z myślą o górnictwie, terenach oddalonych od sieci i mobilnych instalacjach przemysłowych. Możliwe zastosowania obejmują tymczasowe stanowiska pracy, systemy awaryjne i zasilanie aparatury pomiarowej. Nie są to jednak potwierdzone wdrożenia komercyjne, lecz potencjalne kierunki wykorzystania technologii.

• Zobacz również: Fotowoltaika w upał traci moc. Różnica między modułami może przekroczyć 1 kW

Prototyp, patent i droga do rynku

Prace rozpoczęły się w 2022 roku, a pierwszy prototyp był testowany w 2023 roku. Oficjalna karta projektu określa rozwiązanie jako prototyp na poziomie TRL 3, a prace optymalizacyjne mają trwać do 28 września 2026 roku. Cena, żywotność, liczba cykli składania, stopień ochrony IP i termin komercjalizacji pozostają nieznane.

Składany panel nie zwiększa wydajności ogniw, lecz pozwala wykorzystać większą powierzchnię PV tam, gdzie stały montaż jest utrudniony. O powodzeniu technologii zdecydują trwałość, bezpieczeństwo elektryczne i koszt w porównaniu z tradycyjnymi modułami. Z dostępnych informacji wynika, że jest to rozwijany prototyp, a nie gotowy produkt o potwierdzonych parametrach eksploatacyjnych.

Źródła: PUCP PuntoEdu, pv magazine, opracowanie własne.