Lembaga energi surya Perancis, INES, telah mengembangkan modul PV baru dengan termoplastik dan serat alami yang bersumber dari Eropa, seperti rami dan basal. Para ilmuwan bertujuan untuk mengurangi dampak lingkungan dan berat panel surya, sekaligus meningkatkan daur ulang.
Panel kaca daur ulang di bagian depan dan komposit linen di bagian belakang
Gambar: GD
Dari majalah pv Perancis
Para peneliti di Institut Energi Surya Nasional (INES) Perancis – sebuah divisi dari Komisi Energi Alternatif dan Energi Atom Perancis (CEA) – sedang mengembangkan modul surya yang menampilkan bahan berbasis bio baru di bagian depan dan belakang.
“Karena jejak karbon dan analisis siklus hidup kini telah menjadi kriteria penting dalam pemilihan panel fotovoltaik, sumber bahan akan menjadi elemen penting di Eropa dalam beberapa tahun mendatang,” kata Anis Fouini, direktur CEA-INES , dalam sebuah wawancara dengan majalah pv Perancis.
Aude Derrier, koordinator proyek penelitian, mengatakan rekan-rekannya telah melihat berbagai bahan yang sudah ada, untuk menemukan bahan yang memungkinkan produsen modul memproduksi panel yang meningkatkan kinerja, daya tahan, dan biaya, sekaligus menurunkan dampak lingkungan. Demonstrasi pertama terdiri dari sel surya heterojungsi (HTJ) yang diintegrasikan ke dalam material komposit.
“Sisi depannya terbuat dari polimer berisi fiberglass, yang memberikan transparansi,” kata Derrier. “Sisi belakang terbuat dari komposit berbasis termoplastik yang merupakan gabungan dari dua serat, rami dan basal, yang akan memberikan kekuatan mekanis, tetapi juga ketahanan yang lebih baik terhadap kelembapan.”
Rami ini bersumber dari Perancis utara, dimana seluruh ekosistem industri sudah ada. Basalt tersebut bersumber dari tempat lain di Eropa dan ditenun oleh mitra industri INES. Hal ini mengurangi jejak karbon sebesar 75 gram CO2 per watt, dibandingkan dengan modul referensi dengan daya yang sama. Bobotnya juga dioptimalkan dan kurang dari 5 kilogram per meter persegi.
“Modul ini ditujukan untuk integrasi PV atap dan bangunan,” kata Derrier. “Kelebihannya warnanya hitam natural, tidak perlu backsheet. Dalam hal daur ulang, berkat termoplastik yang dapat dicairkan kembali, pemisahan lapisannya juga secara teknis lebih sederhana.”
Modul dapat dibuat tanpa mengadaptasi proses yang ada saat ini. Derrier mengatakan idenya adalah untuk mentransfer teknologi ke produsen, tanpa investasi tambahan.
“Satu-satunya hal yang penting adalah memiliki freezer untuk menyimpan bahan dan tidak memulai proses pengikatan silang resin, namun sebagian besar produsen saat ini menggunakan prepreg dan sudah siap untuk melakukan hal ini,” katanya.
“Kami mengerjakan kaca masa pakai kedua dan mengembangkan modul yang terbuat dari kaca bekas 2,8 mm yang berasal dari modul lama,” kata Derrier. “Kami juga menggunakan enkapsulan termoplastik yang tidak memerlukan ikatan silang, sehingga mudah didaur ulang, dan komposit termoplastik dengan serat rami untuk ketahanan.”
Bagian belakang modul yang bebas basal memiliki warna linen alami, yang mungkin menarik secara estetika bagi para arsitek dalam hal integrasi fasad, misalnya. Selain itu, alat perhitungan INES menunjukkan pengurangan jejak karbon sebesar 10%.
“Sekarang penting untuk mempertanyakan rantai pasokan fotovoltaik,” kata Jouini. “Dengan bantuan wilayah Rhône-Alpes dalam kerangka Rencana Pembangunan Internasional, kami mencari pemain di luar sektor tenaga surya untuk menemukan termoplastik dan serat baru. Kami juga memikirkan proses laminasi saat ini, yang sangat boros energi.”
Antara fase tekanan, pengepresan, dan pendinginan, laminasi biasanya berlangsung antara 30 dan 35 menit, dengan suhu pengoperasian sekitar 150 C hingga 160 C.
“Tetapi untuk modul yang semakin banyak menggunakan bahan ramah lingkungan, perlu untuk mengubah termoplastik pada suhu sekitar 200 C menjadi 250 C, mengingat teknologi HTJ sensitif terhadap panas dan tidak boleh melebihi 200 C,” kata Derrier.
Lembaga penelitian ini bekerja sama dengan spesialis termokompresi induksi yang berbasis di Perancis, Roctool, untuk mengurangi waktu siklus dan membuat bentuk sesuai dengan kebutuhan pelanggan. Bersama-sama, mereka telah mengembangkan modul dengan permukaan belakang yang terbuat dari komposit termoplastik tipe polipropilena, yang mana serat karbon daur ulang telah diintegrasikan. Sisi depan terbuat dari termoplastik dan fiberglass.
“Proses termokompresi induksi Roctool memungkinkan pemanasan dua pelat depan dan belakang dengan cepat, tanpa harus mencapai 200 C pada inti sel HTJ,” kata Derrier.
Perusahaan mengklaim investasinya lebih rendah dan prosesnya dapat mencapai waktu siklus hanya beberapa menit, serta menggunakan lebih sedikit energi. Teknologi ini ditujukan untuk produsen komposit, untuk memberi mereka kemungkinan memproduksi komponen dengan berbagai bentuk dan ukuran, sekaligus mengintegrasikan material yang lebih ringan dan tahan lama.
Waktu posting: 24 Juni 2022