AGH podsumowuje osiągnięcia w lekkich modułach VIPV dla pojazdów solarnych
Naukowcy z AGH w Krakowie opracowali lekkie moduły VIPV z kompozytem szklanym, które mogą zrewolucjonizować pojazdy solarne. W opublikowanym artykule opisali proces produkcji, wyzwania technologiczne oraz plany integracji modułów z nadwoziem samochodu na międzynarodowe zawody.
Nowatorskie podejście do modułów VIPV
Zespół naukowców z AGH w Krakowie opracował lekkie bifacjalne moduły fotowoltaiczne zintegrowane z pojazdami (VIPV). Moduły wykorzystują ogniwa z tylnym stykiem oraz warstwy kompozytu wzmacnianego włóknem szklanym (GFRC). Dzięki niskokosztowemu procesowi produkcji planuje się zastosowanie większych wersji modułów w samochodzie solarnym na międzynarodowe zawody.
Wyższa wydajność dzięki bifacjalnej budowie
Moduły AGH posiadają warstwy GFRC zarówno z przodu, jak i z tyłu, co umożliwia odbiór promieniowania słonecznego z obu stron. Jak wyjaśnia lider badań, dr Pradeep Padhamnath, to rozwiązanie pozwala uzyskać wyższą produkcję energii w porównaniu do jednostronnych modułów PV.
Kluczowe wyzwania w projektowaniu
Największym wyzwaniem było zaprojektowanie odpowiedniej warstwy materiałów łączącej przezroczystość optyczną, wytrzymałość i elastyczność. Choć w badaniu uwzględniono pięć stosów materiałów, naukowcy testowali ponad 20 różnych kombinacji na podstawie symulacji.
Charakterystyki optyczne laminatów badano przy użyciu spektrometru UV-VIS, a parametry prądowo-napięciowe testowano w laboratorium PV. Obliczenia pozwoliły określić optymalne właściwości optyczne, jednak parametry mechaniczne wymagały testów eksperymentalnych. Padhamnath tłumaczy:
Warstwy o najlepszych właściwościach optycznych często miały niewystarczającą wytrzymałość mechaniczną.
Proces produkcji i wybór najlepszej kombinacji materiałów
Moduły demonstracyjne wykorzystują ogniwa IBC (interdigitated back-contact), a także różne warianty GFRC dla warstw przedniej i tylnej. Ich masa wahała się od 50g/m² do 150g/m² na froncie oraz od 150g/m² do 450g/m² na tyle. Jako punkt odniesienia zastosowano standardowe szkło PV o grubości 3,2 mm i masie 7200g/m².
Najlepiej wypadła konfiguracja z przednią warstwą GFRC o masie 50g/m² oraz tylną warstwą TW-GRCF o masie 250g/m². Naukowcy podkreślili, że dalszy rozwój technologii delikatnego oddzielania warstw lub automatyzacja tego procesu mogłaby umożliwić stosowanie jeszcze lżejszych materiałów.
Badania trwałości i wybór najlepszych połączeń
Zespół analizował także materiały na złącza końcowe, porównując aluminium (Al), miedź (Cu) i nikiel (Ni). Testy elektroluminescencyjne oraz pomiary prądowo-napięciowe wykazały, że stop niklu charakteryzował się najmniejszym poziomem degradacji. W modułach z aluminium pojawiły się mikropęknięcia, których nie stwierdzono w wariantach z miedzią i niklem.
Badania degradacji modułów przeprowadzono w Solar Energy Research Institute of Singapore (SERIS) na Narodowym Uniwersytecie Singapuru (NUS).
Plany na przyszłość: samochód solarny
Następnym krokiem jest stworzenie większych modułów do integracji z pojazdem. Studencka grupa Eko-Energia AGH buduje nadwozie pojazdu w swoim zakładzie na uczelni, uwzględniając bezpośrednią integrację modułów PV z powierzchnią auta już na etapie konstrukcji. Padhamnath podsumowuje:
Mamy gotowy projekt oraz koncepcję integracji modułów z powierzchnią pojazdu podczas jego budowy.
Źródło: Bartlomiej Fligier, Srinath Nalluri, Barnard Moćko, Kazimierz Drabczyk, Grażyna Kulesza-Matlak, Katarzyna Jajaczak, Pradeep Padhamnath, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, [Development of Low-Cost Light Weight C-Si Photovoltaic Modules for Applications in Vipv].
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
MKiŚ i gminy wypracowują nowe zasady ochrony złóż kopalin w planowaniu przestrzennym
Ministerstwo Klimatu i Środowiska wspólnie z samorządami opracowuje elastyczniejsze zasady ochrony złóż kopalin, by zapewnić bezpieczeństwo surowcowe państwa bez hamowania rozwoju lokalnego.
Ponad 120 mld zł z ETS2 na modernizację Polski – apel o jasny plan wydatkowania środków
Polska może otrzymać aż 124 mld zł z systemu ETS2 i Społecznego Funduszu Klimatycznego. Eksperci i organizacje apelują do rządu o przejrzyste zasady wydatkowania tych środków oraz pilne przyjęcie Planu Społeczno-Klimatycznego.
Nowatorskie rozwiązania w ciepłownictwie – podsumowanie warsztatów NCAE
Narodowe Centrum Analiz Energetycznych (NCAE) zaprezentowało podczas warsztatów innowacyjne koncepcje transformacji sektora ciepłowniczego. Przedstawiono modele hybrydowe, elektryfikację ciepłownictwa oraz lokalne obszary bilansowania energii.
1,4 mld zł z KPO na modernizację sieci dystrybucyjnej – PGE Dystrybucja inwestuje w elastyczność i OZE
PGE Dystrybucja otrzyma blisko 1,4 mld zł z Krajowego Planu Odbudowy na modernizację sieci dystrybucyjnej. Inwestycje obejmą przebudowę stacji, rozbudowę linii oraz wdrożenie inteligentnych funkcjonalności, co zwiększy potencjał przyłączeniowy dla OZE o 541 MW.
Energa Operator uruchamia potencjał ultraszybkiego ładowania dzięki modernizacji GPZ
Modernizacja pięciu głównych punktów zasilania przez Energę Operatora przy autostradach A1 i A2 pozwoli na powstanie ponad 200 ultraszybkich ładowarek dla elektromobilności w Wielkopolsce i na Kujawach. Inwestycja wsparta 48 mln zł z NFOŚiGW zwiększa niezawodność sieci i ogranicza emisje CO2.
Farma wiatrowa Sieradz: TAURON rozwija zieloną energię w województwie łódzkim
TAURON uruchomił farmę wiatrową Sieradz o mocy 23,8 MW, która zasili prądem nawet 40 tys. gospodarstw domowych. To kolejny krok Grupy w kierunku zwiększenia udziału odnawialnych źródeł energii.
Komentarze