프랑스 태양에너지 연구소 INES는 열가소성 수지와 아마, 현무암 등 유럽산 천연 섬유를 사용하여 새로운 PV 모듈을 개발했습니다.과학자들은 재활용을 개선하는 동시에 태양광 패널의 환경 발자국과 무게를 줄이는 것을 목표로 하고 있습니다.
앞면은 재활용 유리 패널, 뒷면은 리넨 합성 소재
이미지: GD
PV 매거진 프랑스에서
프랑스 대체 에너지 및 원자력 위원회(CEA) 산하 프랑스 국립 태양 에너지 연구소(INES)의 연구원들은 앞면과 뒷면에 새로운 바이오 기반 소재를 갖춘 태양광 모듈을 개발하고 있습니다.
CEA-INES의 이사인 Anis Fouini는 "이제 탄소 배출량과 수명주기 분석이 광전지 패널 선택의 필수 기준이 되었기 때문에 자재 조달은 향후 몇 년 동안 유럽에서 중요한 요소가 될 것입니다"라고 말했습니다. , PV 매거진 프랑스와의 인터뷰에서.
연구 프로젝트 코디네이터인 Aude Derrier는 동료들이 이미 존재하는 다양한 재료를 조사하여 모듈 제조업체가 환경에 미치는 영향을 낮추면서 성능, 내구성 및 비용을 향상시키는 패널을 생산할 수 있는 재료를 찾았다고 말했습니다.첫 번째 시연 장치는 전체 복합 재료에 통합된 이종 접합(HTJ) 태양 전지로 구성됩니다.
Derrier는 “전면은 유리섬유로 채워진 폴리머로 만들어져 투명성을 제공합니다.”라고 말했습니다."뒷면은 아마와 현무암이라는 두 개의 섬유를 엮어 만든 열가소성 수지를 기반으로 한 복합재로 만들어져 기계적 강도는 물론 습기에 대한 저항력도 향상됩니다."
아마는 전체 산업 생태계가 이미 존재하는 프랑스 북부에서 생산됩니다.현무암은 유럽의 다른 곳에서 공급되며 INES의 산업 파트너가 직조합니다.이는 동일한 전력의 참조 모듈에 비해 와트당 75g의 CO2로 탄소 배출량을 줄였습니다.무게도 최적화되어 제곱미터당 5kg 미만입니다.
“이 모듈은 옥상 PV와 건물 통합을 목표로 합니다.”라고 Derrier는 말했습니다.“장점은 백시트가 필요 없이 자연스러운 검정색이라는 점입니다.재활용 측면에서는 다시 녹일 수 있는 열가소성 수지 덕분에 층 분리도 기술적으로 더 간단합니다.”
모듈은 현재 프로세스를 조정하지 않고도 만들 수 있습니다.Derier는 추가 투자 없이 기술을 제조업체에 이전하는 것이 아이디어라고 말했습니다.
"유일한 필수 조건은 수지 가교 공정을 시작하지 않고 재료를 보관할 냉동고를 보유하는 것입니다. 그러나 오늘날 대부분의 제조업체는 프리프레그를 사용하고 이미 이를 위한 장비를 갖추고 있습니다."라고 그녀는 말했습니다.
Derrier는 “우리는 유리의 두 번째 수명을 연구하고 오래된 모듈에서 가져온 재사용된 2.8mm 유리로 구성된 모듈을 개발했습니다.”라고 말했습니다."우리는 또한 가교가 필요하지 않아 재활용이 용이한 열가소성 밀봉재와 저항성을 위해 아마 섬유가 포함된 열가소성 복합재를 사용했습니다."
모듈의 현무암이 없는 후면은 자연스러운 린넨 색상을 띠고 있으며, 이는 예를 들어 외관 통합 측면에서 건축가에게 미학적으로 흥미로울 수 있습니다.또한 INES 계산 도구는 탄소 배출량이 10% 감소한 것으로 나타났습니다.
Jouini는 “이제 태양광 공급망에 의문을 제기하는 것이 필수적입니다.”라고 말했습니다.“국제 개발 계획의 틀 내에서 론알프(Rhône-Alpes) 지역의 도움으로 우리는 새로운 열가소성 수지와 새로운 섬유를 찾기 위해 태양열 부문 외부의 플레이어를 찾았습니다.우리는 또한 에너지 집약적인 현재의 라미네이션 공정에 대해서도 생각했습니다.”
가압, 압축 및 냉각 단계 사이에서 라미네이션은 일반적으로 약 150~160℃의 작동 온도에서 30~35분 동안 지속됩니다.
"그러나 환경 친화적으로 설계된 재료를 점점 더 많이 통합하는 모듈의 경우 HTJ 기술이 열에 민감하고 200C를 초과해서는 안 된다는 점을 알고 약 200C에서 250C에서 열가소성 수지를 변환해야 합니다."라고 Derrier는 말했습니다.
연구소는 프랑스에 본사를 둔 유도 열압착 전문업체 Roctool과 협력하여 사이클 시간을 단축하고 고객의 요구에 따라 형태를 만들고 있습니다.그들은 함께 재활용 탄소 섬유가 통합된 폴리프로필렌 유형의 열가소성 복합재로 만들어진 후면을 갖춘 모듈을 개발했습니다.전면은 열가소성 수지와 유리 섬유로 만들어졌습니다.
“Roctool의 유도 열압착 공정을 사용하면 HTJ 셀의 코어에서 200°C에 도달하지 않고도 두 개의 전면 및 후면 플레이트를 빠르게 가열할 수 있습니다.”라고 Derrier는 말했습니다.
회사는 투자 비용이 더 낮고 에너지를 덜 사용하면서 단 몇 분의 사이클 시간을 달성할 수 있다고 주장합니다.이 기술은 복합재 제조업체를 대상으로 하며, 더 가볍고 내구성이 뛰어난 재료를 통합하면서 다양한 모양과 크기의 부품을 생산할 수 있는 가능성을 제공합니다.
게시 시간: 2022년 6월 24일