Solární moduly mají podle jejich tvůrců účinnost přeměny energie 10,8 % a „odpovídající“ pevnost v tahu a odolnost proti nárazu. Výzkumný tým uvedl, že používá kompozity z přírodních vláken jako ekologické alternativy ke konvenčním zadním fóliím z polyethylentereftalátu (PET).
Mezinárodní výzkumný tým vyvinul solární panel, který využívá zadní vrstvu vyrobenou z přírodní zeolit-polyesterové pryskyřice. A to jako alternativu k běžným zadním fóliím z polyethylentereftalátu (PET).
Navrhovaná inovace má podle jejích tvůrců snížit dopad PET zadních fólií na životní prostředí. A zejména zlepšit tepelné a mechanické vlastnosti solárního modulu. Zadní vrstva z přírodních vláken se vyrobila pomocí vakuově podporovaného lisování pryskyřice (VARTM). To podle vědců zajišťuje optimální tepelné řízení a izolaci.
V článku „Komplexní studie o zeolitovém kompozitním potaženém plechu pro ekologické solární panely pro lepší výkon panelů a sníženou teplotu panelů,“ publikovaném ve vědeckých zprávách, výzkumná skupina vysvětlila, že použití přírodního vlákna potaženého zeolit-polyesterovou pryskyřicí bylo klíčem k zvýšení výkonu a snížení akumulace tepla v panelech.
„Použití kompozitů zeolit-polyester s přírodními vlákny zajišťuje vynikající strukturální integritu, jednotnost a spolehlivost,“ zdůraznili vědci. ,,Zatímco počáteční náklady mohou být vyšší, mezi dlouhodobé výhody patří nižší náklady na údržbu a lepší výkon. A to zejména v drsných podmínkách.“
Přírodní vlákna jako ekologická alternativa ke konvenčním zadním fóliím z polyethylentereftalátu (PET)
Proces VARTM využívá vakua k usnadnění toku pryskyřice do vrstvy vláken obsažené ve formovacím nástroji pokrytém vakuovým sáčkem. Poté, co dojde k impregnaci, může být kompozitní část „vytvrzena“ při pokojové teplotě s volitelným dodatečným vytvrzením, které se někdy provádí.
Výzkumníci zahájili proces voskováním povrchu výrobního stolu, vyznačením rozměrů, umístěním spirálových trubek a zajištěním těsnicí pásky. Poté použili fólii k vytvoření „hladké“ povrchové úpravy pro zadní vrstvu a na fólii umístili další vláknité rohože. Poté se navrch položí další vrstva sestávající z odlupovací vrstvy a zelené síťoviny. Na kterou následuje spojení vakuové trubice se spirálovou trubkou pomocí T konektoru.
Dále byl do středu umístěn přívodní port pro jednovrstvá vlákna a další dva přívodní porty byly rozmístěny diagonálně. Poté na obvod těsnící pásky umístili vakuový kryt. ,,Rozměr zadního listu byl 20 x 20 cm a tloušťka listu byla udržována na 1,5-3 mm,“ uvedli vědci. ,,Na každou vrstvu poskytnutých vláken bylo použito 90 g zeolitu a 135 g polyesteru.“
Skupina postavila 4,5 W polykrystalický solární panel s Ecolam Max 3, solárním modulovým automatickým laminátorem s nakládacím a vykládacím pásem.
Řešení problémů se životním prostředím
Panel o rozměrech 20 cm x 20 cm využívá hliníkový rám a články uspořádané do dvou sloupců. Přičemž každý sloupec se připojí k bypass diodě a vytvoří tak nezávislý řetězec článků.
Podle výzkumného týmu vykazovala potažená verze 8 % nárůst napětí a 6 % nárůst toku proudu ve srovnání s konvenčními panely. Zatímco čisté sisalové panely vykazovaly o 4 % vyšší napětí a 3 % vyšší proud.
„Potažené čisté sisalové panely vykázaly 12 % nárůst výkonu. Zatímco nepotažené čisté sisalové panely vykázaly 7 % nárůst ve srovnání s konvenčními panely,“ vysvětluje dále. „Účinnost solárních panelů se zlepšila z 9,75 % na 10,8 % u potaženého čistého sisalu a 10,2 % u zadních listů z čistého sisalu.“
Akademici také zjistili, že výroba sisalových vláken uvolňuje asi o 60 % méně CO2. A vyžaduje o 50 % méně energie než zadní vrstvy PET. „Solární panely s deskami ze sisalových vláken vykazují dostatečnou pevnost v tahu a odolnost proti nárazu a snižují provozní teplotu o 2–3 °C. Čímž zajišťují stabilní provoz a minimalizují tepelné ztráty,“ dodali.
Do budoucna skupina uvedla, že zadní fólie na bázi sisalových vláken se mohou „efektivně“ použít při výrobě solárních panelů pro zvýšení výkonu a udržitelnosti. „Implementace kompozitů zeolitu a polyesteru vyztužených přírodními vlákny do solárních panelů nejen řeší problémy životního prostředí, ale také poskytuje cestu pro vývoj vysoce výkonných, odolných a udržitelných řešení solární energie,“ uzavřel.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
