Сталь замість алюмінію?

Алюмінієва рама багато років була пов’язана з самим принципом сонячної енергетики. Деякі сонячні фотоелектричні панелі стали безкаркасними з елементами, розташованими між двома шматками скла, а в інших більш гнучких конструкціях використовуються полімери для захисту пластин. Але будь-яка інша сонячна панель із каркасом, швидше за все, зроблена з алюмінію. З екологічних і практичних міркувань зараз зростає поштовх до вивчення інших варіантів матеріалів для обрамлення.

Алюміній, ймовірно, став домінуючим матеріалом для каркасів панелей ще на початку індустрії, оскільки він легкий і має відмінний захист від корозії.

«Це була надійна ставка 40 років тому, але це не правильний вибір для величезного зростання сонячної енергії протягом наступних 40 років», — каже Грегг Паттерсон, генеральний директор стартапу Origami Solar зі сталевими каркасами . Аргумент компанії для переходу на сталевий каркас: алюміній дорогий і має величезний вуглецевий слід.

На підтвердження цього є деякі факти. Відповідно до огляду світового ринку металів у липні 2022 року холоднокатана сталь коштувала в середньому 0,93 дол./фунт, а алюміній – близько 2,45 дол./фунт. За даними компанії Risen Energy, яка нещодавно додала сталевий каркас до своєї популярної лінії сонячних панелей Titan, для виробництва однієї тонни алюмінію потрібно 13,5 МВт-год теплової енергії (що еквівалентно 11,2 тонни CO 2 ), тоді як для виробництва однієї тонни сталі потрібно лише 4,5 МВт-год (1,8 тонни CO 2 ). І оскільки майже всі алюмінієві рами надходять із Китаю, країни, яка покладається на вугільну електроенергію, рами сонячних панелей мають вкрай брудне джерело енергії.

«Алюмінієва рама є найдорожчим компонентом модуля після сонячних елементів», — каже Паттерсон. «[Зі сталлю] ви отримуєте дешевше, чистіше, вищу продуктивність, і її можна придбати всередині країни. Це стосується практично всіх аспектів того, що галузь прагне зробити зараз».

Сталь може стати основним матеріалом для сонячної промисловості майбутнього. Вона за своєю суттю міцніша за алюміній, тому вона легше витримує додаткові розміри та вагу великоформатних модулів. А завдяки новим удосконаленням антикорозійного покриття сталь краще протистоїть дедалі більш вагомим факторам, пов’язаним зі зміною клімату.

Risen Energy поки що є єдиним великим виробником модулів, який продає опцію зі сталевим каркасом. Китайська компанія зміцнює свою сталеву раму корозійно-стійким цинк-алюмінієво-магнієвим покриттям для підвищення міцності, привабливості та тривалості служби. Згідно зі специфікаціями, єдина різниця між сонячною панеллю Titan потужністю 670 Вт зі сталевим каркасом і панеллю з алюмінієвим каркасом полягає в тому, що модель зі сталевим каркасом важча на 1,5 кг (3,3 фунта).

Більше всього Risen розглядав альтернативні рами через великий вуглецевий слід алюмінію

Варіант із сталевим каркасом серії модулів Titan від Risen Energy виглядає так само, як алюмінієвий каркас.

«Як би ви не вірили, — каже Люк Сан, президент Risen Energy, у прес-релізі, — забруднення навколишнього середовища та викиди вуглекислого газу впливають на всіх нас. Для нас просто недостатньо добре заявляти, що ми робимо вплив на зменшення цих елементів, надаючи та використовуючи сонячні фотомодулі, ми повинні робити більше. Перехід до цього унікально сконструйованого модуля є кроком у правильному напрямку».

Компанія з аналізу ринку Boundless Impact Research & Analytics на початку цього року завершила звіт про вплив на навколишнє середовище для Origami Solar і виявила, що заміна лише 10% звичайних алюмінієвих каркасів сонячної промисловості на сталеві призведе до скорочення викидів парникових газів приблизно на 30 мегатонн між 2022 роком. і 2030 р. Це еквівалентно викидам від восьми вугільних електростанцій за цілий рік.

«Наша мета полягає в тому, щоб сприяти прийняттю каркасів і працювати з компаніями, що займаються виготовленням модулів, а потім компаніями, що займаються стелажами та трекінгом, щоб з’ясувати, як ми можемо зменшити витрати на установку, щоб ми рухали сонячну енергію в правильному напрямку, щоб вона могла масштабуватися відповідно до потреб світу. Ми повинні почати виходити з цього китайського ланцюжка поставок»

А як щодо пластику?

LG Chem тестує свій інженерний пластик LUPOY як заміну алюмінієвій рамі. Полікарбонатний пластик змішується зі скловолокном для отримання вогнестійкого матеріалу, який зберігає свою форму навіть при зміні температури. Цей матеріал уже використовується в побутовій електроніці та автомобільній промисловості, але LG Chem вважає, що він добре працюватиме як каркас сонячної панелі . Пластик має такий же рівень міцності, як і алюміній, але вдвічі легший.