پنل‌های خورشیدی قدرتمند و مقاوم در برابر تگرگ برای وسایل نقلیه برقی، ۷۴٪ سبک‌تر و مقاوم‌تر
محققان در آلمان پنل‌های خورشیدی یکپارچه جدیدی برای وسایل نقلیه برقی طراحی کرده‌اند.
بر اساس مطالعه‌ای از مؤسسه فرانهوفر برای سیستم‌های انرژی خورشیدی (Fraunhofer ISE)، پلیمر تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) جایگزین بهتری برای پوشش‌های سنتی محسوب می‌شود و باعث کاهش وزن ۴۴ تا ۷۴ درصدی می‌شود.
آندره شولر، نویسنده مسئول مطالعه، به مجله pv اعلام کرد: «اتصال نوری فوق‌العاده حاصل شده شگفت‌انگیز است و هنگام ارائه در کنفرانس PVinMotion 2024 توجه زیادی را به خود جلب کرد.»
این ماده GFRP نوآورانه علاوه بر افزایش کارایی، به اندازه کافی قوی است تا در برابر تگرگ مقاومت کند و خود را به عنوان یک تغییر دهنده پتانسیلی در فناوری خورشیدی جا بندازد.
پوشش سبک اما مقاوم با پنل خورشیدی
پنل‌های خورشیدی معمولاً دارای پوشش شیشه‌ای سنگین هستند، اما دانشمندان فرانهوفر رویکرد جدیدی را امتحان کردند.
آن‌ها به دنبال پوششی بودند که سبک‌تر باشد اما همچنان بتواند نور زیادی را برای تولید برق وارد کند. به همین دلیل، پوشش جدید از GFRP، ماده‌ای که از الیاف شیشه‌ای مانند در ترکیب با پلاستیک قوی تشکیل شده است، ساخته شد.
شولر تأکید کرد که مطالعات قبلی نیاز به برگ‌های جلویی پلیمری را برای عملکرد بهتر از اتیلن تترا فلوئورواتیلن (ETFE)، پلاستیکی بر پایه فلورین، شناسایی کرده‌اند.
تیم آزمایش‌های زیادی برای بررسی توانایی‌های ماده جدید انجام داد و نتایج دلگرم‌کننده بود.
مجله pv نوشت: «دستگاه‌های آزمایشی تست‌های تگرگ را تحمل کردند و از ترک خوردن سلول پس از ضربه جلوگیری شد.»
ماژول‌های GFRP با ضخامت‌های مختلف لایه و وزن‌های مختلف الیاف شیشه، عملکرد نوری فوق‌العاده‌ای نشان دادند و تنها چهار درصد کاهش در طول سیکل حرارتی داشتند.
یافته‌های اولیه نشان می‌دهند که ماده مقاوم جدید مقاومت در برابر فشار مکانیکی دارد و حساسیت کمتری به نقص‌های تولید دارد و باعث می‌شود گزینه قوی برای بازار باشد.
مطالعه اظهار داشت: «یکی از یافته‌های مهم از آزمایش‌های ضربه مکانیکی بر روی ماژول‌های GFRP این است که آن‌ها مقاومت به ضربه بهبود یافته‌ای را نشان دادند و تعداد کمی از ترک‌های محلی، کمتر شدید و غیرقابل انتشار نسبت به ماژول‌های جلویی مبتنی بر پلیمر داشتند.»
چه چیزی برای پنل‌های قدرتمند در راه است؟
مطالعه ارائه شده در کنفرانس PVinMotion 2024 در سوئیس نشان داد که اتصال نوری خوبی با GFRP حاصل شد. با این حال، محققان هنوز در تلاش برای پیدا کردن راه حل‌هایی برای ساخت ماندگار آن‌ها هستند.
تیم اعلام کرد: «مشروط بر اینکه ورق‌های جلویی GFRP به طور مقرون‌به‌صرفه‌ای در مقیاس بزرگ تولید شوند، مفهوم تولید ماژول GFRP بسیار نزدیک به فرآیند لمینیت استاندارد ماژول‌های PV باقی می‌ماند با جایگزینی ساده فویل جلو پلیمر با یک نیم‌محصول GFRP.»
تحقیق و تاکید کرد بر نیاز به تجربیات و توسعه بیشتر برای بهینه‌سازی مقاومت پشته ماژول در برابر رطوبت و اشعه ماورای بنفش.
مطالعه می‌خواند: «ما نتایج آزمایش‌های حساسیت به برش با عملکرد بهبودیافته نسبت به ماژول‌های با لایه جلویی پلیمری را نشان می‌دهیم.»
«موضوعات توسعه با آزمایش حرارت مرطوب و اشعه ماورای بنفش باقی می‌مانند که نیاز به بهینه‌سازی پشته ماژول هنوز باید انجام شود.»
اگرچه هنوز یک مفهوم آزمایشگاهی است، اما اگر در محیط‌های تولیدی بزرگ اجرا شود، ممکن است در نهایت پنل‌های خورشیدی سبک‌تر و با کارایی بیشتر بر روی خودروها نصب شوند.
و، اگر به درستی انجام شود، این اجازه را می‌دهد که خودروهای آینده به طور کامل با نور خورشید کار کنند و آینده‌ای سازگار با محیط زیست ایجاد کنند.
