O echipă de ingineri din Australia a creat panourile fotovoltaice flexibile, care se imprimă pe role de pelicule, la un printer

Panourile fotovoltaice au evoluat enorm în ultimii ani, cele standard, pe bază de siliciu policristalin, atingând cifre tot mai mare de randament şi fiind tot mai puternice în modulele finale fabricate, vândute pe piaţă la un preţ tot mai mic. Pe lângă asta, însă, apar tot mai multe variaţii şi soluţii noi, care pot avea adeseori un randament uşor mai mic, însă aduc multiple alte avantaje care le deschid perspective imense şi noi de utilizare. Astăzi vorbim exact despre o asemenea soluţie, în care o echipă de ingineri din Australia a creat panouri fotovoltaice flexibile, care se imprimă pe role de pelicule, la un soi de printer.

Foto: Dr Doojin Vak, conducătorul echipei de ingineri

Noua invenţie ne aminteşte inevitabil de panourile fotovoltaice transparente, anunţate de curând de inginerii din Coreea de Sud, care au reuşit să le asigure acestora o conversie record pentru acel tip de panouri, ceea ce le-a apropiat de randamentul panourilor opace pe bază de siliciu, dar totodată le face utilizabile pe faţadele de sticlă ale edificiilor, de exemplu, şi în multe alte situaţii, datorită faptului că permit trecerea parţială a luminii printre ele.

Foto: Panourile fotovoltaice transparente, lansate de curând de inginerii din Coreea de Sud

Panourile despre care vorbim azi, creat de echipa din Australia, sunt amplasate tot pe o suprafaţă transparentă, doar că de această dată vorbim de o peliculă din polimer. Dacă sunt privite la lumina camerei, celulele fotovoltaice aplicate pe pelicule par negre şi opace, însă dacă sunt scoase la lumină solară, o parte din lumină trece prin ele, asigurându-le un grad de transparenţă. Iar dacă sunt printate astfel încât să aibă spaţii între ele, atunci impresia de transparenţă devine şi mai accentuată.

Pentru a produce aceste panouri, inginerii au trebuit să creeze şi un printer special, care primeşte comenzi digitale despre mărimea celulelor pe care trebuie să le imprime, iar apoi, pe acea bandă transparentă, aplică toate straturile necesare, una după alta, în exact aceleaşi coordonate pentru a rezulta la final în suprapunerile corecte, pentru a avea toate straturile necesare. Principiul de funcţionare a imprimantei e similar cu cele din tipografiile de ziare, unde se imprimă pe rând culorile de bază, iar la final, după toate straturile aplicate, se obţine imaginea.

Foto: Straturile constructive şi metodele de aplicare la printer pentru noile panouri

Pentru a obţine o eficienţă finală decentă, inginerii au folosit şi un strat de perovskit, care e un material rezultat din oxidarea calciului şi titanului şi care e materialul ce dă deocamdată cele mai mari rezultate în conversia luminii la electricitate, cel puţin la scară mai mică în testele de laborator. Un asemenea record de randament a fost atins pe panouri pe bază de perovksit şi de inginerii din China, în noiembrie 2023.

Foto: Panourile rigide cu perovskit ale chinezilor, care au atins record de conversie în noiembrie 2023

Ei bine, randamentul obţinut acum de inginerii din Australia pentru noile panouri e de 15,5%, ceea ce înseamnă că acest procent din lumina ce ajunge pe suprafaţa panourilor ajunge să fie convertită în electricitate. E un randament bun dacă ne gândim la faptul că vorbim de panouri flexibile şi uşoare, dar e mult mai mic decât recordul chinez din toamnă, cam în jumătate, şi e mai mic decât panourile transparente rigide, anunţate de coreeni acum câteva săptămâni, care aveau 21,68% randament. Mai mult ca atât, dacă suprafaţa unei celule la noile panouri flexibile e mai mare, până spre 50 cm2 şi mai mult, randamentul scade până la 11%.

Echipa de ingineri Australieni, condusă de Dr Doojin Vak, e bazată la CSIRO, agenţia naţională de cercetări ştiinţifice din Australia, şi spune că e conştientă că cifra de randament obţinută de ei e în urma panourilor rigide sau a altor realizări noi de panouri transparenta sau cele cu perovskit. Însă în încercările de a crea panouri printate similare, ei au atins deocamdată cel mai mare randament, şi faptul că panourilor lor sunt printate pe role de pelicule le dă avantaje imense.

Mai exact, printerele pot imprima aceste panouri pe benzi foarte lungi de pelicule, mai late sau mai înguste, dar foarte lungi. Iar asta permite amplasarea lor în locuri anterior total neexplorate, spre exemplu muchii de construcţii, muchii de drumuri, sau mult alte ipostaze unde există soare, dar aparent exista prea puţin spaţiu pentru a te gândi la folosirea acelui spaţiu cu rol de producţie de electricitate regenerabilă.

Mai mult ca atât, în lipsa unor structuri rigide, aceste role fotovoltaice rezultate sunt mult mai uşoare şi chiar pot fi mutate dintr-un loc în altul, fiind desfăşurate şi apoi înfăşurate la loc. Iar asta înseamnă posibilitate de a produce electricitate şi în continuă deplasare sau pentru evenimente speciale ce au loc o singură dată în locuri mai izolate sau în zone afectate de calamităţi, care au şi pene de curent. De asemenea, întrucât ele păstrează şi o doză de transparenţă, noile panouri ar putea fi amplasate şi ca parte din designul unor prelate de cafenele sau construcţii urbane sau chiar în mine şi cariere. Deci, multiple opţiuni de aplicare, zic inginerii.

Echipa australiană a făcut şi un calcul estimativ al costului de producţie pentru asemenea panouri flexibil printate, menţionând că un singur printer poate produce cantităţi imense de panouri anual. Mai exact, la o rată de producţie de 1 milion de metri pătraţi pe an, costul ar fi de 0,7 dolari SUA per W de panou. Asta înseamnă că dacă cineva şi-a dori panouri care să însumeze 10 kW, o cifră medie cât îşi instalează prosumatorii pe acoperişurile caselor, asta ar rezulta în costuri de producţie 7.000 dolari şi probabil minim 10.000 în preţ final pentru cumpărător. E mai scump decât panourile actuale, bineînţeles, dar e relativ decent dacă luăm în considerare avantajele de flexibilitate şi greutate redusă.