O instituto francês de energia solar INES desenvolveu novos módulos fotovoltaicos com termoplásticos e fibras naturais provenientes da Europa, como linho e basalto.Os cientistas pretendem reduzir a pegada ambiental e o peso dos painéis solares, ao mesmo tempo que melhoram a reciclagem.
Um painel de vidro reciclado na frente e um composto de linho na parte traseira
Imagem: GD
Da revista pv França
Pesquisadores do Instituto Nacional de Energia Solar da França (INES) – uma divisão da Comissão Francesa de Energias Alternativas e Energia Atômica (CEA) – estão desenvolvendo módulos solares com novos materiais de base biológica nas partes frontal e traseira.
“À medida que a pegada de carbono e a análise do ciclo de vida se tornaram critérios essenciais na escolha de painéis fotovoltaicos, o fornecimento de materiais tornar-se-á um elemento crucial na Europa nos próximos anos”, disse Anis Fouini, diretor do CEA-INES. , em entrevista à revista pv França.
Aude Derrier, coordenadora do projecto de investigação, disse que os seus colegas analisaram os vários materiais que já existem, para encontrar um que pudesse permitir aos fabricantes de módulos produzir painéis que melhorem o desempenho, a durabilidade e o custo, ao mesmo tempo que reduzem o impacto ambiental.O primeiro demonstrador consiste em células solares de heterojunção (HTJ) integradas em um material totalmente compósito.
“A parte frontal é feita de polímero preenchido com fibra de vidro, que proporciona transparência”, disse Derrier.“O verso é feito de compósito à base de termoplásticos no qual foi integrada uma tecelagem de duas fibras, linho e basalto, o que proporcionará resistência mecânica, mas também melhor resistência à umidade.”
O linho é proveniente do norte da França, onde todo o ecossistema industrial já está presente.O basalto é proveniente de outras partes da Europa e é tecido por um parceiro industrial do INES.Isto reduziu a pegada de carbono em 75 gramas de CO2 por watt, em comparação com um módulo de referência com a mesma potência.O peso também foi otimizado e é inferior a 5 quilos por metro quadrado.
“Este módulo visa a integração fotovoltaica em telhados e edifícios”, disse Derrier.“A vantagem é que ele é naturalmente preto, sem necessidade de backsheet.Em termos de reciclagem, graças aos termoplásticos, que podem ser fundidos novamente, a separação das camadas também é tecnicamente mais simples.”
O módulo pode ser feito sem adaptação dos processos atuais.Derrier disse que a ideia é transferir a tecnologia para os fabricantes, sem investimentos adicionais.
“O único imperativo é ter freezers para armazenar o material e não para iniciar o processo de reticulação da resina, mas a maioria dos fabricantes hoje usa pré-impregnado e já está equipada para isso”, disse ela.
“Trabalhamos na segunda vida do vidro e desenvolvemos um módulo feito de vidro reaproveitado de 2,8 mm proveniente de um módulo antigo”, disse Derrier.“Também usamos um encapsulante termoplástico que não requer reticulação, que será, portanto, fácil de reciclar, e um compósito termoplástico com fibra de linho para maior resistência.”
A face traseira do módulo, sem basalto, tem uma cor natural de linho, o que pode ser esteticamente interessante para arquitetos em termos de integração de fachada, por exemplo.Além disso, a ferramenta de cálculo INES mostrou uma redução de 10% na pegada de carbono.
“Agora é imperativo questionar as cadeias de abastecimento fotovoltaicas”, disse Jouini.“Com a ajuda da região Ródano-Alpes no âmbito do Plano de Desenvolvimento Internacional, procuramos, portanto, players fora do setor solar para encontrar novos termoplásticos e novas fibras.Também pensamos no atual processo de laminação, que consome muita energia.”
Entre a fase de pressurização, prensagem e resfriamento, a laminação costuma durar entre 30 e 35 minutos, com temperatura de operação em torno de 150 C a 160 C.
“Mas para módulos que incorporam cada vez mais materiais de design ecológico, é necessário transformar os termoplásticos em torno de 200 C a 250 C, sabendo que a tecnologia HTJ é sensível ao calor e não deve exceder 200 C”, disse Derrier.
O instituto de pesquisa está se unindo à Roctool, especialista em termocompressão por indução com sede na França, para reduzir os tempos de ciclo e fabricar formas de acordo com as necessidades dos clientes.Juntos, eles desenvolveram um módulo com face traseira em compósito termoplástico tipo polipropileno, ao qual foram integradas fibras de carbono recicladas.A parte frontal é feita de termoplástico e fibra de vidro.
“O processo de termocompressão por indução da Roctool torna possível aquecer rapidamente as duas placas frontal e traseira, sem ter que atingir 200°C no núcleo das células HTJ”, disse Derrier.
A empresa afirma que o investimento é menor e o processo pode atingir um tempo de ciclo de apenas alguns minutos, consumindo menos energia.A tecnologia destina-se aos fabricantes de compósitos, para lhes dar a possibilidade de produzir peças de diferentes formas e tamanhos, integrando materiais mais leves e duráveis.
Horário da postagem: 24 de junho de 2022