Uma equipe de pesquisa internacional desenvolveu um painel solar que utiliza uma folha traseira feita de uma resina de zeólita-poliéster natural como uma alternativa às folhas traseiras convencionais de tereftalato de polietileno (PET).
A inovação proposta, de acordo com seus criadores, visa reduzir o impacto ambiental das folhas traseiras de PET e melhorar as propriedades térmicas e mecânicas do módulo solar. A folha traseira de fibra natural foi produzida por moldagem por transferência de resina assistida a vácuo (VARTM), que os cientistas disseram que garante gerenciamento térmico e isolamento ideais.
No artigo “Comprehensive study on zeolitepolyester composite coated sheet for eco-friendly solar panels for enhanced panel performance and reduced panel temperature”, publicado em relatórios científicos, o grupo de pesquisa explicou que usar uma fibra natural revestida com resina de zeólita-poliéster foi essencial para melhorar o desempenho e reduzir o acúmulo de calor nos painéis.
“Usar compósitos de zeólita-poliéster com fibras naturais garante excelente integridade estrutural, uniformidade e confiabilidade”, enfatizaram os cientistas. “Embora o custo inicial possa ser maior, os benefícios a longo prazo incluem menores custos de manutenção e melhor desempenho, especialmente em condições adversas.”
O processo VARTM usa um vácuo para facilitar o fluxo de resina em uma camada de fibra contida em uma ferramenta de molde coberta por um saco de vácuo. Após a impregnação, a peça composta pode ser “curada” em temperatura ambiente com uma pós-cura opcional às vezes sendo executada.
Os pesquisadores começaram o processo encerando a superfície da mesa de fabricação, marcando dimensões, colocando tubos espirais e fixando fita selante. Eles então usaram o filme para fazer um acabamento “liso” para a folha traseira e colocaram outras esteiras de fibra no filme. Então, outra camada consistindo de peel ply e uma malha verde foi colocada no topo, que foi seguida pela conexão do tubo de vácuo com o tubo espiral com um conector T.
Além disso, uma porta de alimentação foi colocada no centro para fibras de camada única e mais duas portas de alimentação foram implantadas diagonalmente. Então, eles colocaram uma tampa de vácuo no perímetro da fita selante. “A dimensão da folha traseira era de 20 x 20 cm, e a espessura da folha foi mantida em 1,5-3 mm”, afirmaram os pesquisadores. “Para cada camada de fibras fornecidas, foram usados 90 g de zeólita e 135 g de poliéster.”
O grupo construiu um painel solar policristalino de 4,5 W com Ecolam Max 3, um laminador automático de módulo solar com uma correia de carga e descarga.
O painel de 20 cm x 20 cm usa uma estrutura de alumínio e células dispostas em duas colunas, com cada coluna sendo conectada ao diodo de bypass para formar uma sequência independente de células.
De acordo com a equipe de pesquisa, a versão revestida mostrou um aumento de 8% na voltagem e um aumento de 6% no fluxo de corrente em comparação aos painéis convencionais, enquanto os painéis de sisal puro exibiram 4% mais voltagem e 3% mais corrente.
“Os painéis de sisal puro revestidos mostraram um aumento de 12% na produção de energia, enquanto os painéis de sisal puro não revestidos demonstraram um aumento de 7% em comparação aos painéis convencionais”, explicou ainda. “A eficiência dos painéis solares melhorou de 9,75% para 10,8% com sisal puro revestido e 10,2% com folhas traseiras de fibra de sisal puro.”
Os acadêmicos também descobriram que a produção das fibras de sisal emitiu cerca de 60% menos CO2 e exigiu 50% menos energia do que as folhas traseiras de PET. “Painéis solares com folhas de fibra de sisal exibem resistência à tração e ao impacto adequadas e reduzem a temperatura operacional em 2º a 3º C, garantindo uma operação estável e minimizando a perda de calor”, eles acrescentaram.
Olhando para o futuro, o grupo disse que folhas traseiras baseadas em fibra de sisal podem ser usadas “efetivamente” na fabricação de painéis solares para melhorar o desempenho e a sustentabilidade. “Implementar compósitos de zeólita-poliéster reforçados com fibra natural em painéis solares não apenas aborda preocupações ambientais, mas também fornece um caminho para o desenvolvimento de soluções de energia solar de alto desempenho, duráveis e sustentáveis”, ele concluiu.
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