Fraunhofer CSP е разработил соларен модул, в който компонентите, които не са необходими за генериране на електроенергия, са изработени от устойчиви материали: те са биоразградими, рециклируеми или изработени от възобновяеми суровини.
Екологичният отпечатък от производството на електроенергия от фотоволтаици е по-малък в сравнение с изкопаемите енергийни източници. Соларните системи не отделят вредни емисии по време на работа, но ако се вземе предвид целият жизнен цикъл – от добива и производството на суровини до използването и изхвърлянето им, все още има какво да се подобри по отношение на устойчивостта.
Статукво в производството на соларни модули
Настоящите фотоволтаични модули се състоят от стъкло, полимери, метали и слънчеви клетки на силициева основа. Добивът на суровини, особено на силиций, може да бъде вреден за околната среда. Отделните компоненти също рядко се връщат в цикъла на суровините. В края на средната продължителност на експлоатацията и живота на соларните модули, която понастоящем е 20-25 години, старите фотоволтаични модули представляват отпадъчен продукт, който съдържа ценни материали, но е труден за отделяне, и за който понастоящем не съществува икономически жизнеспособна концепция за рециклиране в промишлен мащаб. Разработват се някои процеси, но те все още не са въведени в широк обхват.
Понастоящем по-голямата част от компонентите се изгарят или се рециклират в нискокачествени продукти. Подходите за производство на използваните материали от възобновяеми суровини и същевременно за повторното им включване в цикъла могат да направят соларната индустрия още по-екологична.
Изследователският проект използва устойчиви суровини
Точно тук е мястото на изследователския проект E2 – E-Quadrat. Заедно с партньорите си екип от Центъра за силициева фотоволтаика CSP на Fraunhofer в Хале (Заале) е разработил соларен модул, в който компонентите, които не са пряко необходими за преобразуването на светлината в ток, са изработени от биоразградими материали, рециклируеми материали или възобновяеми суровини.
380-ватовият соларен модул, който е разработен като прототип на биомодул в рамките на проекта, се характеризира с три особености. Рамката на модула е частично изработена от дърво. В края на експлоатационния живот на модула тя може да бъде напълно рециклирана и да се използва отново за производство на модули.
Връзките на клетките на модула не са свързани с оловна спойка, както обикновено се случва, а с електропроводимо лепило, съдържащо сребърни частици, което служи като съединител между проводниците и клетките. Понастоящем само около три до четири процента от модулите на световния пазар са свързани без олово.
Поддържащо фолио, изработено от етилен на биологична основа
Задното фолио на биомодула се състои от 30% рециклиран полиетилен терефталат (PET). Филмът от етиленвинилацетат (EVA), който служи като материал за капсулиране на клетките, се състои от 60% етилен на биологична основа от захарна тръстика. Понастоящем за модулите се използва само EVA, произведен от изкопаеми суровини, който трябва да се рециклира или изхвърля, но също така е толкова здраво свързан с клетките, че разделянето му при рециклирането представлява проблем. Използването на етилен на биологична основа вероятно е най-значителният напредък, тъй като понастоящем за задните покрития в гигаватни мащаби се използват огромни количества пластмаси на основата на изкопаеми горива.
Концепцията за фолиото може да бъде пренесена и към други приложения
Екипът на Fraunhofer CSP подложи отделните инсталирани компоненти на различни тестове, включително тестове за ускорено стареене, топлина, влажност и температурни цикли. Беше доказано, че всеки инсталиран компонент е преминал успешно настоящите стандарти за модулите. Резултатите могат да се използват в бъдеще за подобряване на CO2 отпечатъка чрез използване на възобновяеми суровини и рециклиране на енергоемките суровини (силициева клетка). Доказвайки, че биополимерите са подходящи за използване и във фотоволтаиката, те могат да бъдат използвани в перспектива и за редица други сложни приложения на открито.
Снимка: CSP