Produkcja paneli w Europie z dużo niższym śladem CO2 niż w Chinach

Inżynierowie z Komisji ds. Energii Atomowej i Alternatywnych Źródeł Energii (CEA) we Francji opracowali moduł fotowoltaiczny, którego produkcja generuje ponad dwukrotnie mniejszy ślad węglowy w porównaniu z produkcją modułów w chińskich fabrykach. Badacze wprowadzili wiele modyfikacji projektowych, aby uzyskać tak dobry wynik.

Francuska CEA wyprodukowała moduł fotowoltaiczny, którego ślad węglowy oceniono na 317 kgCO2eq/kWp (ekwiwalent CO2 wyrażony w kilogramach w przeliczeniu na 1 kWp). Badacze wskazują, że osiągnięty wynik jest ponad dwukrotnie niższy od rezultatów uzyskiwanych w chińskim przemyśle PV.

Zespół z Francji wprowadził modyfikację niemal w każdym komponencie modułu, aby znacząco zredukować poziom emisji.

REKLAMA

Rama, ogniwo – wszystko do zmiany

Francuscy naukowcy oprócz opracowania modułu o niskim śladzie węglowym postawili także na jego wysoką wydajność. Wykorzystali w tym celu technologię heterozłącza (HJT), która od kilku lat uważana jest – obok technologii TOPCon – za następcę szeroko stosowanej technologii PERC (Passivated Emitter Rear Cell).

Przy wyborze komponentów do budowy pilotażowego panelu ważne było także, by pochodziły one z Europy. Po pierwsze ustalono, że należy „odchudzić” wafle krzemowe (krzem był pochodzenia niemieckiego, a wafle wyprodukowano w Norwegii) i zacząć korzystać z tych o grubości 130 µm – zamiast 170 µm. Przy produkcji właściwego ogniwa zastosowano opracowane we Francji w skali miniprodukcyjnej rozwiązania skutkujące redukcją wykorzystania srebra i indu. Zmodyfikowany został również sposób samego układania ogniw. Wyeliminowano luki i ułożono ogniwa na zakładkę (1 mm). Dzięki temu dodatkowo zagęszczono moc i zmniejszono wykorzystanie materiałów.

Co więcej, zmniejszona została również – do 2 mm – grubość samego szkła pokrywającego tylną część modułu. Rama modułu z kolei nie jest wykonana z aluminium, ale z naturalnego drewna pochodzenia francuskiego, co pozwoliło na redukcję emisji o ponad 50 kgCO2eq/kWp.

Zastosowanie naturalnych materiałów pochodzenia europejskiego w połączeniu z wysoce wydajną technologią HJT poskutkowało stworzeniem modułu o mocy 566 Wp. Średnia wydajność zastosowanych ogniw wyniosła 22,9 proc. (szwajcarski Meyer Burger osiąga już sprawność produkcyjnych ogniw tego rodzaju na poziomie ok. 25 proc.).

REKLAMA

Francuski instytut na razie nie podaje więcej szczegółów dotyczących np. sprawności całego modułu, jego wymiarów czy wytrzymałości mechanicznej.

Europa może konkurować z Chinami

CEA podkreśla, że połączenie zasobów europejskich (Niemiec, Norwegii, Francji) pozwala na opracowanie modułu fotowoltaicznego o dużej mocy w jednej z najbardziej zaawansowanych obecnie technologii w skali przemysłowej, o wysokiej sprawności i do tego częściowo z materiałów pochodzenia naturalnego, nadających się do całkowitego recyklingu.

Poziom śladu węglowego podany przez CEA – 317 kwCO2eq/kWp – w porównaniu z chińskimi wynikami, które utrzymują się w granicach 700–800 kgCO2eq/kW, jest ponad dwukrotnie niższy i plasuje moduł opracowany przez CEA wśród światowych liderów.

Komisja ds. Energii Atomowej i Alternatywnych Źródeł Energii (Commissariat à l’energie atomique et aux énergies alternatives) jest częścią Narodowego Instytutu ds. energii Słonecznej (Institut National de l’Énergie Solaire, INES) we Francji.