Oczyszczanie drogi dla tanich, elastycznych paneli słonecznych

Od lat firmy fotowoltaiczne chcą produkować lekkie, elastyczne panele, które są tanie w transporcie i łatwe w montażu (poprzez rozwijanie ich na dużych powierzchniach). Ale powstrzymał ich brak dobrych i niedrogich substytutów szkła.

Ochrona przed słońcem: Ta polimerowa folia uszczelnia wodę znacznie lepiej niż inne tworzywa sztuczne — może chronić panele słoneczne przez dziesięciolecia.

Ale już 3M myśli, że znalazł rozwiązanie. W tym tygodniu firma zaprezentowała plastikową folię, która, jak twierdzi, może konkurować ze szkłem pod względem zdolności do ochrony aktywnych materiałów w ogniwach słonecznych przed żywiołami i zaoszczędzenia pieniędzy producentom i ich klientom.

Folia ochronna to wielowarstwowy arkusz na bazie fluoropolimeru, który może zastąpić szkło jako przednią osłonę paneli słonecznych, mówi Derek DeScioli, kierownik ds. rozwoju biznesu w dziale energii odnawialnej 3M. Producenci laminują arkusze panelami słonecznymi, aby je szczelnie uszczelnić i chronić przed wilgocią i innymi czynnikami atmosferycznymi, które mogą być śmiertelne dla ogniw słonecznych wewnątrz.

Film jest odpowiedzią 3M na zapotrzebowanie producentów paneli słonecznych – w szczególności producentów niektórych cienkowarstwowych ogniw słonecznych – na alternatywę dla szkła. Szkło jest zbroją z wyboru, ponieważ jest tanie, odporne na warunki atmosferyczne i wystarczająco trwałe, aby przetrwać dziesięciolecia. Zdecydowana większość produkowanych dzisiaj paneli słonecznych opiera się na szkle jako górnej pokrywie. Ale szkło zwiększa również wagę i objętość paneli słonecznych, dlatego należy je starannie pakować, aby nie pękło, co zwiększa koszty wysyłki. Dzięki wymianie szkła, nowa folia może wyeliminować potrzebę podpierania stojaków, co jest szczególnie przydatne na dachach, które nie wytrzymują dużego ciężaru. Połączenie paneli słonecznych z dachami może również przezwyciężyć estetyczne zastrzeżenia właścicieli domów.

Elastyczne panele słoneczne mają wszystkie te wspaniale brzmiące zalety, ale potem pojawia się pytanie, jak je hermetyzować. Przez wiele lat ludzie nie doceniali tego problemu, mówi Steven Hegedus, naukowiec z Instytutu Konwersji Energii na Uniwersytecie Delaware.

Używanie plastiku do ochrony ogniw słonecznych nie jest nowym pomysłem. Możesz znaleźć pokryte plastikiem ogniwa słoneczne w sprzęcie kempingowym i nowatorskich gadżetach, takich jak plecaki z wbudowanymi ładowarkami na energię słoneczną. Ale ten rodzaj folii z tworzywa sztucznego nie jest przystosowany do ciągłej ekspozycji na zewnątrz przez 20 do 25 lat, czyli tyle, ile mają wytrzymać panele słoneczne, mówi Hegedus.

Kilka innych firm niedawno zaczęło sprzedawać plastikowe osłony przednie do elastycznych paneli słonecznych, ale materiał 3M ma o rząd wielkości wyższą wydajność pod względem zatrzymywania wilgoci, co jest kluczem do długiej żywotności.

United Solar Ovonic jest jedynym dużym producentem cienkich folii, który od lat dostarcza elastyczne panele. Firma z Michigan używa krzemu amorficznego, który również nie jest tak wrażliwy na wilgoć jak inne nowe związki. Jego amorficzne krzemowe panele słoneczne mogą przekształcić tylko około 7 procent padającego na nie światła słonecznego w energię elektryczną, co jest niską wydajnością, która sprawiła, że ​​produkty Uni-Solar są mniej pożądane. Uni-Solar wykorzystuje żywicę na bazie fluoropolimeru firmy DuPont jako warstwę wierzchnią swoich paneli.

Ogniwa słoneczne wykonane z materiału półprzewodnikowego zawierającego miedź, ind, gal i selen (CIGS) mogą być prawie dwa razy wydajniejsze od amorficznego krzemu, ale są bardziej wrażliwe na wilgoć i dlatego wymagają lepszej ochrony przed żywiołami. Wielu producentów CIGS opracowało już procesy produkcyjne do nakładania mieszanki na rolki giętkiej folii metalowej lub tworzywa sztucznego. Firmy twierdzą, że mogą przyspieszyć produkcję paneli słonecznych dzięki temu procesowi roll-to-roll; osiągnięcie wyższych wielkości produkcji ma kluczowe znaczenie dla obniżenia kosztów wytwarzania. Ale z powodu braku odpowiedniego plastiku postawili na szkło na przednią ściankę. DeScioli mówi, że oprócz producentów paneli słonecznych CIGS, 3M jest również ukierunkowany na twórców kadmu-telluridu i organicznych cienkich folii.

Firma 3M z siedzibą w Minnesocie postanowiła opracować trwalszą obudowę przednią, w wyniku której powstała folia z tworzywa sztucznego o grubości 23 mikrometrów, znacznie cieńsza niż szkło o grubości 3000 mikrometrów, które zwykle znajduje się w dzisiejszych panelach słonecznych, mówi DeScioli. Firma używa fluoropolimeru, ponieważ materiał nie przepuszcza łatwo wody i jest odporny na wysokie temperatury i promieniowanie ultrafioletowe. Firma 3M zaprojektowała również folię tak, aby nie odbijała dużej ilości światła słonecznego. 3M twierdzi, że jego folia może osiągnąć współczynniki przenikania pary wodnej poniżej 0,0005 grama wody na metr kwadratowy dziennie. Inne przednie folie barierowe mogą przepuszczać setki razy więcej wilgoci.

DeScioli twierdzi, że folię można laminować w tym samym procesie roll-to-roll, który jest używany do osadzania cienkowarstwowych półprzewodników, co może obniżyć koszty produkcji. Elastyczne panele słoneczne mogą być również większe niż panele szklane, ponieważ elastyczna odmiana nie wymaga wsparcia systemu regałów i może być łatwiejsza w transporcie. Mówi, że czas i koszty montażu szeregu dużych paneli mogą być znacznie mniejsze niż składanie wielu małych paneli.

Podstawową wartością naszej folii jest to, że umożliwia ona naszym producentom wytwarzanie większych modułów w procesie roll-to-roll, mówi DeScioli. Mówi, że chociaż sam materiał nie będzie kosztował mniej niż szkło, zmniejszy ogólne koszty, oszczędzając na produkcji i instalacji.

3M kręci film na pilotażowej linii produkcyjnej i planuje produkcję masową w przyszłym roku. Firma twierdzi, że ustawiła klientów w kolejce, ale DeScioli odmawia ich ujawnienia.

ukryć