211service.com
Baner vejen for billige, fleksible solpaneler
I årevis har solcellevirksomheder ønsket at lave lette, fleksible paneler, der er billige at sende og nemme at installere (ved at rulle dem ud over store områder). Men de er blevet holdt op af mangel på gode og overkommelige glaserstatninger.
Solafskærmning: Denne polymerfilm lukker vand langt bedre end anden plastik - den kan beskytte solpaneler i årtier.
Nu 3M mener det har fundet en løsning. I denne uge afslørede virksomheden en plastikfilm, som den siger kan konkurrere med glas i dets evne til at beskytte de aktive materialer i solceller mod vejr og vind og spare penge for producenter og deres kunder.
Beskyttelsesfilmen er en flerlags, fluorpolymer-baseret plade, der kan erstatte glas som det beskyttende frontcover på solpaneler, siger Derek DeScioli, forretningsudviklingschef for 3M's afdeling for vedvarende energi. Producenter laminerer pladerne på solpanelerne for at forsegle dem tæt og beskytte dem mod fugt og andre vejrelementer, der kan være dødelige for solcellerne indeni.
Filmen er 3Ms svar på efterspørgslen fra solpanelproducenter – især producenter af visse tyndfilmssolceller – om et alternativ til glas. Glas har været det foretrukne rustning, fordi det er billigt, vejrbestandigt og holdbart nok til at holde årtier. Langt de fleste af de solpaneler, der fremstilles i dag, er afhængige af glas som topdæksel. Men glas tilføjer også vægt og bulk til solpaneler, og det skal pakkes omhyggeligt for at forhindre det i at gå i stykker, hvilket øger forsendelsesomkostningerne. Ved at udskifte glas kan den nye film gøre op med behovet for støttestativer, hvilket er særligt anvendeligt på tage, der ikke kan bære meget vægt. Blanding af solpaneler i tage kan også overvinde æstetiske indvendinger fra husejere.
Fleksible solpaneler har alle disse fantastisk klingende fordele, men så kommer du til spørgsmålet om, hvordan du indkapsler dem. I mange år satte folk ikke pris på dette problem, siger Steven Hegedus, en videnskabsmand ved Institute of Energy Conversion ved University of Delaware.
At bruge plastik til at beskytte solceller er ikke en ny idé. Du kan finde plastikdækkede solceller i campingudstyr og nyhedsgadgets såsom rygsække med indbyggede solenergiopladere. Men denne type plastikfilm er ikke designet til at modstå kontinuerlig udendørs eksponering i 20 til 25 år, hvilket er hvor længe solpaneler skal holde, siger Hegedus.
Flere andre virksomheder er for nylig begyndt at markedsføre plastikfrontdæksler til fleksible solpaneler, men 3Ms materiale har en størrelsesorden højere ydeevne i forhold til at holde fugt ude, hvilket er nøglen til lang levetid.
United Solar Ovonic er den eneste store tyndfilmsproducent, der har leveret fleksible paneler i årevis. Michigan-firmaet bruger amorft silicium, som heller ikke er så følsomt over for fugt som andre nye forbindelser. Dens amorfe silicium solpaneler kan kun omdanne omkring 7 procent af det sollys, der falder på dem, til elektricitet, en lav effektivitetsrate, der har gjort Uni-Solars produkter mindre eftertragtede. Uni-Solar bruger en fluorpolymer-baseret harpiks fra DuPont som topcoat til sine paneler.
Solceller lavet af et halvledermateriale indeholdende kobber, indium, gallium og selen (CIGS) kan være næsten dobbelt så effektive som amorft silicium, men er mere følsomme over for fugt og kræver derfor bedre beskyttelse mod elementerne. Mange CIGS-producenter har allerede fundet frem til fremstillingsprocesser til at deponere forbindelsen på ruller af bøjelig metalfolie eller plastik. Virksomhederne siger, at de kan lave solpaneler hurtigere ved at bruge denne rulle-til-rulle-proces; at opnå højere produktionsmængder er afgørende for at reducere produktionsomkostningerne. Men de har satset på glas til frontpladen på grund af mangel på passende plast. Bortset fra CIGS-solpanelproducenter, er 3M også rettet mod udviklere af cadmium-tellurid og organiske tynde film, siger DeScioli.
Minnesota-baserede 3M satte sig for at udvikle et mere holdbart fronthus, og resultatet er en plastikfilm, der er 23 mikrometer tyk, meget tyndere end det 3.000 mikrometer glas, der typisk findes på solpaneler i dag, siger DeScioli. Virksomheden bruger fluorpolymer, fordi materialet ikke tillader vand let at sive igennem, og det er modstandsdygtigt over for høje temperaturer og ultraviolet stråling. 3M konstruerede også filmen for at forhindre den i at reflektere meget sollys. 3M siger, at deres film kan opnå vanddamptransmissionshastigheder på mindre end 0,0005 gram vand pr. kvadratmeter pr. dag. Andre forreste barrierefilm kan lukke hundredvis af gange mere fugt ind.
DeScioli siger, at filmen kan lamineres i den samme rulle-til-rulle-proces, der bruges til at afsætte tyndfilmshalvledere, og det kan barbere produktionsomkostningerne. Fleksible solpaneler kan også være større end glaspaneler, fordi den fleksible variant ikke kræver støtte fra et reolsystem og kan være lettere at transportere. Tiden og omkostningerne til at samle en række store paneler kan være væsentligt mindre end at sammensætte mange små paneler, siger han.
Den primære værdi af vores film er, at den gør vores producenter i stand til at lave større moduler med rulle-til-rulle-processen, siger DeScioli. Han siger, at selvom selve materialet ikke vil koste mindre end glas, vil det reducere de samlede omkostninger ved at spare på fremstilling og installation.
3M laver filmen på en pilotproduktionslinje og planlægger at masseproducere den næste år. Selskabet siger, at det har opstillet kunder, men DeScioli afviser at oplyse dem.