Mae INES Sefydliad Ynni Solar Ffrainc wedi datblygu modiwlau PV newydd gyda thermoplastigion a ffibrau naturiol a gafwyd yn Ewrop, megis llin a basalt. Nod y gwyddonwyr yw lleihau ôl troed amgylcheddol a phwysau paneli solar, wrth wella ailgylchu.
Panel gwydr wedi'i ailgylchu ar y blaen a chyfansawdd lliain ar y cefn
Delwedd: GD
O gylchgrawn pv Ffrainc
Mae ymchwilwyr yn Sefydliad Ynni Solar Cenedlaethol Ffrainc (INES)-is-adran o Energies Amgen Ffrainc ac Comisiwn Ynni Atomig (CEA)-yn datblygu modiwlau solar sy'n cynnwys deunyddiau bio-seiliedig newydd yn yr ochrau blaen a chefn.
“Gan fod yr ôl troed carbon a’r dadansoddiad cylch bywyd bellach wedi dod yn feini prawf hanfodol yn y dewis o baneli ffotofoltäig, bydd cyrchu deunyddiau yn dod yn elfen hanfodol yn Ewrop yn yr ychydig flynyddoedd nesaf,” meddai Anis Fouini, cyfarwyddwr CEA-ITES , mewn cyfweliad â PV Magazine France.
Dywedodd Aude Derrier, cydlynydd y prosiect ymchwil, fod ei chydweithwyr wedi edrych ar y gwahanol ddefnyddiau sydd eisoes yn bodoli, i ddod o hyd i un a allai ganiatáu i weithgynhyrchwyr modiwlau gynhyrchu paneli sy'n gwella perfformiad, gwydnwch a chost, wrth ostwng yr effaith amgylcheddol. Mae'r arddangoswr cyntaf yn cynnwys celloedd solar heterojunction (HTJ) wedi'u hintegreiddio i ddeunydd holl-gyfansawdd.
“Mae’r ochr flaen wedi’i gwneud o bolymer llawn gwydr ffibr, sy’n darparu tryloywder,” meddai Derrier. “Mae’r ochr gefn wedi’i gwneud o gyfansawdd yn seiliedig ar thermoplastigion lle mae gwehyddu dau ffibrau, llin a basalt, wedi’i integreiddio, a fydd yn darparu cryfder mecanyddol, ond hefyd yn well ymwrthedd i leithder.”
Daw'r llin o ogledd Ffrainc, lle mae'r ecosystem ddiwydiannol gyfan eisoes yn bresennol. Daw'r basalt mewn man arall yn Ewrop ac mae'n cael ei wehyddu gan bartner diwydiannol o Ines. Gostyngodd hyn yr ôl troed carbon 75 gram o CO2 y wat, o'i gymharu â modiwl cyfeirio o'r un pŵer. Optimeiddiwyd y pwysau hefyd ac mae'n llai na 5 cilogram y metr sgwâr.
“Mae’r modiwl hwn wedi’i anelu at y PV to ac integreiddio adeiladau,” meddai Derrier. “Y fantais yw ei fod yn naturiol ddu mewn lliw, heb yr angen am ddalen gefn. O ran ailgylchu, diolch i thermoplastigion, y gellir ei gofio, mae gwahanu'r haenau hefyd yn dechnegol symlach. ”
Gellir gwneud y modiwl heb addasu prosesau cyfredol. Dywedodd Derrier mai'r syniad yw trosglwyddo'r dechnoleg i weithgynhyrchwyr, heb fuddsoddiad ychwanegol.
“Yr unig reidrwydd yw cael rhewgelloedd i storio’r deunydd a pheidio â chychwyn y broses groesgysylltu resin, ond mae’r mwyafrif o weithgynhyrchwyr heddiw yn defnyddio prepreg ac mae ganddyn nhw eisoes ar gyfer hyn,” meddai.
“Fe wnaethon ni weithio ar yr ail fywyd o wydr a datblygu modiwl yn cynnwys gwydr 2.8 mm wedi'i ailddefnyddio sy'n dod o hen fodiwl,” meddai Derrier. “Rydym hefyd wedi defnyddio crynhoad thermoplastig nad oes angen croesgysylltu arno, a fydd felly'n hawdd ei ailgylchu, a chyfansawdd thermoplastig â ffibr llin ar gyfer ymwrthedd.”
Mae gan wyneb cefn di-basalt y modiwl liw lliain naturiol, a allai fod yn ddiddorol yn esthetig i benseiri o ran integreiddio ffasâd, er enghraifft. Yn ogystal, dangosodd yr offeryn cyfrifo INES ostyngiad o 10% yn yr ôl troed carbon.
“Mae bellach yn hanfodol cwestiynu’r cadwyni cyflenwi ffotofoltäig,” meddai Jouini. “Gyda chymorth rhanbarth Rhône-Alpes o fewn fframwaith y Cynllun Datblygu Rhyngwladol, fe aethon ni felly i chwilio am chwaraewyr y tu allan i’r sector solar i ddod o hyd i thermoplastigion newydd a ffibrau newydd. Fe wnaethon ni hefyd feddwl am y broses lamineiddio gyfredol, sy'n ddwys ynni iawn. ”
Rhwng y pwysau, y wasg a'r cyfnod oeri, mae'r lamineiddio fel arfer yn para rhwng 30 a 35 munud, gyda thymheredd gweithredu o tua 150 C i 160 C.
“Ond ar gyfer modiwlau sy’n ymgorffori deunyddiau eco-ddylunio fwyfwy, mae angen trawsnewid thermoplastigion ar oddeutu 200 C i 250 C, gan wybod bod technoleg HTJ yn sensitif i wres ac na ddylai fod yn fwy na 200 C,” meddai Derrier.
Mae'r Sefydliad Ymchwil yn cyd-fynd ag Arbenigwr Thermocompression Sefydlu Ffrainc Roctool, i leihau amseroedd beicio a gwneud siapiau yn unol ag anghenion cwsmeriaid. Gyda'i gilydd, maent wedi datblygu modiwl gydag wyneb cefn wedi'i wneud o gyfansawdd thermoplastig math polypropylen, y mae ffibrau carbon wedi'u hailgylchu wedi'u hintegreiddio iddo. Mae'r ochr flaen wedi'i gwneud o thermoplastigion a gwydr ffibr.
“Mae proses thermocompression sefydlu Roctool yn ei gwneud hi’n bosibl cynhesu’r ddau blât blaen a chefn yn gyflym, heb orfod cyrraedd 200 C wrth wraidd y celloedd HTJ,” meddai Derrier.
Mae'r cwmni'n honni bod y buddsoddiad yn is a gallai'r broses gyflawni amser beicio o ddim ond ychydig funudau, wrth ddefnyddio llai o egni. Mae'r dechnoleg wedi'i hanelu at weithgynhyrchwyr cyfansawdd, i roi'r posibilrwydd iddynt gynhyrchu rhannau o wahanol siapiau a meintiau, wrth integreiddio deunyddiau ysgafnach a mwy gwydn.
Amser Post: Mehefin-24-2022