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
Cyfrowy bliźniak EC Elbląg. Energa rozwija zaawansowane narzędzia AI w energetyce
Energa wdraża kolejny projekt typu digital twin. Wirtualny model Elektrociepłowni Elbląg ma usprawnić zarządzanie złożonym układem wytwórczym i wesprzeć planowanie inwestycji. Pierwsze funkcjonalności pojawią się w 2026 roku. Cyfrowy bliźniak EC Elbląg – po co powstaje? Elektrociepłownia Elbląg to dziś trzy różne źródła energii: blok biomasowy, kotłownia rezerwowo-szczytowa oraz ostatni kocioł węglowy, który w zmniejszonej […]
ORLEN świętuje 400. dostawę LNG do terminalu w Świnoujściu
ORLEN odebrał w Świnoujściu już 400. dostawę LNG, co potwierdza rosnącą rolę terminalu w dywersyfikacji dostaw gazu do Polski. Prawie połowa importowanego gazu trafia do kraju właśnie tą drogą.
Zielone aluminium w motoryzacji: klucz do redukcji śladu węglowego aut do 2040 roku
Nowe badania pokazują, że przejście na zielone aluminium w produkcji samochodów może znacząco ograniczyć emisje CO2 w Europie. Eksperci wskazują, że ambitne cele i odpowiednie regulacje są niezbędne do osiągnięcia neutralności klimatycznej sektora motoryzacyjnego.
Kradzieże kabli ze stacji ładowania: rosnący problem w Polsce
W Polsce nasila się fala kradzieży kabli ze stacji ładowania pojazdów elektrycznych. Straty operatorów, utrudnienia dla użytkowników i surowe kary to tylko część konsekwencji tego procederu.
Europejskie centra danych a wyzwania energetyczne – klucz do realizacji cyfrowych celów UE
Europa planuje potroić moce centrów danych w ciągu najbliższych lat, by wzmocnić swoją pozycję w sektorze AI. Jednak szybki rozwój tej branży wymaga pokonania poważnych barier energetycznych i infrastrukturalnych.
Globalne koncerny energetyczne ogłaszają inwestycje warte bilion dolarów na COP30 – priorytetem sieci i magazyny energii
Podczas szczytu COP30 w Belém światowe koncerny energetyczne zrzeszone w UNEZA zapowiedziały wzrost rocznych nakładów na transformację energetyczną do 148 mld USD. Inwestycje skoncentrują się na rozbudowie sieci i magazynów energii, aby sprostać globalnym celom klimatycznym.
Komentarze