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Desarrollo de nuevos laminados ligeros con materiales alternativos para módulos fotovoltaicos

El crecimiento de la energía fotovoltaica es esencial para asegurar un futuro sostenible y frenar el cambio climático causado por el uso de energías contaminantes. Para que ese crecimiento ocurra es necesario reducir el peso de los módulos fotovoltaicos, aumentando así las posibilidades de instalación de los mismos en situaciones en las que, con el peso actual de los módulos, no sería posible. Para afrontar esta problemática se estudia la posibilidad de incluir nuevos materiales en la laminación de módulos fotovoltaicos, dando lugar a laminados más ligeros que los convencionales y aplicables en la industria. Se diseñan, fabrican y ensayan prototipos con composites preimpregnados de distintos gramajes, un vidrio más fino al convencional, paneles ‘honeycomb’, ETFE y fibra de vidrio. Para la realización de estos prototipos, además, se lleva a cabo una caracterización de los materiales usados. Como resultado se logra fabricar satisfactoriamente mini módulos más ligeros, tanto bifaciales como monofaciales, capaces de superar la prueba de granizo. Entre los laminados bifaciales el mejor resultado, tanto en peso como precio final, es emplear exclusivamente composites preimpregnados. Además, se comprueba la eficacia de un laminado con vidrio de 1 mm de espesor como ‘frontsheet’ y reforzar el ‘backsheet’ de Tedlar transparente con composite, y de la configuración vidrio-vidrio. Como solución ligera monofacial, se ha logrado combinando el vidrio de 1 mm como ‘frontsheet’ con ‘honeycomb’ o bien Tedlar reforzado con fibra de vidrio como ‘backsheet’. Con estos resultados se ha demostrado la posibilidad de laminar módulos más ligeros que los convencionales utilizando los métodos habituales de producción con laminadora. Se espera poder replicar estos resultados a nivel industrial y con ello aumentar las posibilidades de instalación de energía fotovoltaica.

The growth of photovoltaic energy is essential to ensure a sustainable future and curb climate change caused by polluting energies usage. For this growth to happen it is necessary to reduce the weight of the photovoltaic modules, thus increasing the possibilities of installing them in situations in which nowadays it would not be possible due to the current weight of the modules. To deal with this problem, we probe the possibility of including new materials in the lamination of photovoltaic modules, aiming to laminates that are lighter than conventional ones and replicable in the industry. Prototypes are designed, manufactures and tested with prepreg composites of different weights, thin glass, honeycomb panels, ETFE and fiberglass. It is also carried out the material characterization to ensure the liability of making the prototypes. As a result, it has been successfully proven the possibility of manufacturing lighter mini modules, both bifacial and monofacial, capable of passing the hail test using this novel materials. Among the bifacial laminates, the best result, both in weight and final price, is using exclusively prepreg composites. In addition, the effectiveness of a laminate with 1-mm-thick glass as a frontsheet and composite reinforcements for the Tedlar backsheet, and glass-glass configuration, is verified. A monofacial lightweight solution has been achieved by combining 1 mm glass as the frontsheet with honeycomb or fiberglass-reinforced Tedlar as the backsheet. These results have demonstrated the possibility of laminating modules that are lighter than conventional ones using the usual production methods with a membrane laminator. It is expected to be able to replicate these results at an industrial level and thereby increase the possibilities of installing photovoltaic energy.