El instituto francés de energía solar INES ha desarrollado nuevos módulos fotovoltaicos con termoplásticos y fibras naturales procedentes de Europa, como el lino y el basalto.Los científicos pretenden reducir la huella medioambiental y el peso de los paneles solares, al tiempo que mejoran el reciclaje.
Un panel de vidrio reciclado en la parte delantera y un compuesto de lino en la parte trasera.
Imagen: GD
De pv magazine Francia
Investigadores del Instituto Nacional de Energía Solar (INES) de Francia, una división de la Comisión Francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica (CEA), están desarrollando módulos solares con nuevos materiales de base biológica en la parte delantera y trasera.
"Dado que la huella de carbono y el análisis del ciclo de vida se han convertido en criterios esenciales en la elección de paneles fotovoltaicos, el abastecimiento de materiales se convertirá en un elemento crucial en Europa en los próximos años", afirmó Anis Fouini, director de CEA-INES. , en una entrevista con pv magazine Francia.
Aude Derrier, coordinadora del proyecto de investigación, dijo que sus colegas han analizado los diversos materiales que ya existen para encontrar uno que pueda permitir a los fabricantes de módulos producir paneles que mejoren el rendimiento, la durabilidad y el costo, al tiempo que reducen el impacto ambiental.El primer demostrador consta de células solares de heterounión (HTJ) integradas en un material totalmente compuesto.
"La parte frontal está hecha de un polímero relleno de fibra de vidrio, que proporciona transparencia", dijo Derrier.“La parte trasera está fabricada en composite a base de termoplásticos en el que se ha integrado un tejido de dos fibras, lino y basalto, que aportará resistencia mecánica, pero también mejor resistencia a la humedad”.
El lino procede del norte de Francia, donde ya está presente todo el ecosistema industrial.El basalto procede de otras partes de Europa y lo teje un socio industrial de INES.Esto redujo la huella de carbono en 75 gramos de CO2 por vatio, en comparación con un módulo de referencia de la misma potencia.El peso también se optimizó y es inferior a 5 kilogramos por metro cuadrado.
"Este módulo está destinado a la integración fotovoltaica en tejados y edificios", afirmó Derrier.“La ventaja es que es de color negro natural, sin necesidad de una lámina posterior.En términos de reciclaje, gracias a los termoplásticos, que se pueden refundir, la separación de las capas también es técnicamente más sencilla”.
El módulo se puede realizar sin adaptar los procesos actuales.Derrier afirmó que la idea es transferir la tecnología a los fabricantes, sin inversión adicional.
"El único imperativo es tener congeladores para almacenar el material y no iniciar el proceso de reticulación de la resina, pero hoy en día la mayoría de los fabricantes utilizan preimpregnados y ya están equipados para ello", afirmó.
"Trabajamos en la segunda vida del vidrio y desarrollamos un módulo compuesto de vidrio reutilizado de 2,8 mm que proviene de un módulo antiguo", dijo Derrier."También hemos utilizado un encapsulante termoplástico que no requiere reticulación, por lo que será fácil de reciclar, y un compuesto termoplástico con fibra de lino para mayor resistencia".
La parte posterior del módulo, libre de basalto, tiene un color de lino natural, lo que podría resultar estéticamente interesante para los arquitectos, por ejemplo, en términos de integración en la fachada.Además, la herramienta de cálculo INES arrojó una reducción del 10% en la huella de carbono.
"Ahora es imperativo cuestionar las cadenas de suministro fotovoltaica", afirmó Jouini.“Por lo tanto, con la ayuda de la región de Ródano-Alpes en el marco del Plan de Desarrollo Internacional, buscamos actores fuera del sector solar para encontrar nuevos termoplásticos y nuevas fibras.También pensamos en el proceso de laminación actual, que consume mucha energía”.
Entre la fase de presurización, prensado y enfriamiento, la laminación suele durar entre 30 y 35 minutos, con una temperatura de funcionamiento de alrededor de 150 C a 160 C.
“Pero para los módulos que incorporan cada vez más materiales ecodiseñados, es necesario transformar los termoplásticos entre 200 C y 250 C, sabiendo que la tecnología HTJ es sensible al calor y no debe superar los 200 C”, afirma Derrier.
El instituto de investigación se está asociando con Roctool, especialista en termocompresión por inducción con sede en Francia, para reducir los tiempos de ciclo y crear formas según las necesidades de los clientes.Juntos han desarrollado un módulo con una cara trasera fabricada en compuesto termoplástico tipo polipropileno, al que se han integrado fibras de carbono recicladas.La parte frontal está fabricada en termoplásticos y fibra de vidrio.
"El proceso de termocompresión por inducción de Roctool permite calentar las dos placas delantera y trasera rápidamente, sin tener que alcanzar los 200 C en el núcleo de las celdas HTJ", dijo Derrier.
La empresa afirma que la inversión es menor y que el proceso podría alcanzar un tiempo de ciclo de sólo unos minutos, utilizando menos energía.La tecnología está dirigida a los fabricantes de composites, para darles la posibilidad de producir piezas de diferentes formas y tamaños, integrando materiales más ligeros y duraderos.
Hora de publicación: 24 de junio de 2022