Révolution dans le photovoltaïque : arrivée des biomodules fabriqués avec des matières premières renouvelables (de l'éthylène de la canne à sucre au PET recyclé)

Le projet « E2 – E-Quadrat », développé par le Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP, a créé des modules solaires durables utilisant des matériaux renouvelables, recyclables et biodégradables tels que le bois, l'éthylène de canne à sucre, l'argent et le PET recyclé.

Des modules solaires entièrement fabriqués avec des matériaux renouvelables, pour une énergie doublement durable.

Le projet développé par le Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics CSP, situé à Halle, en Saxe, s'appelle « E2 – E-Quadrat ». Les composants des panneaux qui ne participent pas directement à la conversion de la lumière en électricité sont fabriqués à partir de matières premières biodégradables, recyclables ou renouvelables. Un pas en avant dans la transition énergétique, pour les énergies renouvelables obtenues à partir de ressources renouvelables.

L’industrie photovoltaïque a une empreinte écologique généralement inférieure à celle des sources d’énergie traditionnelles. Pendant leur fonctionnement, les systèmes photovoltaïques ne génèrent pas d'émissions nocives, contribuant ainsi de manière significative à la réduction de la pollution atmosphérique et des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, si l’on examine l’ensemble du cycle de vie des modules solaires – depuis l’extraction des matières premières jusqu’à la production, l’utilisation et l’élimination – des questions cruciales apparaissent.

Les modules photovoltaïques les plus populaires actuellement sont constitués de verre, de polymères, de métaux et de cellules solaires à base de silicium. L’extraction de matières premières, notamment de silicium, peut avoir un impact négatif sur l’environnement. La technologie progresse, proposant des panneaux efficaces fabriqués avec des matériaux différents et moins impactants, comme ceux de pervoskite. De plus, les composants individuels sont rarement réintroduits dans le cycle des matières premières. A la fin de leur durée de vie, actuellement 20-25 ans, les vieux modules photovoltaïques deviennent des déchets précieux mais difficiles à trier. Une startup italienne a proposé une méthode pour recycler les panneaux solaires sans utiliser de substances toxiques, mais il n'existe toujours pas de concept concret de recyclage.

C'est le point de départ du projet « E2 – E-Carré »financé par le ministère fédéral allemand de l'Économie et de la Protection du climat. En collaboration avec NOVO-TECH GmbH, une équipe du Fraunhofer CSP a développé et testé des matériaux très fiables à long terme, résistants à toutes les conditions météorologiques et entièrement recyclables.

Le projet a abordé toutes les phases du cycle de vie d'un module photovoltaïque : depuis la production avec des matériaux issus de matières premières renouvelables, en passant par la phase d'exploitation, jusqu'au recyclage des matériaux et leur réinsertion dans le cycle des matières premières en fin de vie. utile

déclare Ringo Köpge, chercheur du groupe et chef du projet.

Le module solaire de 380 watts, créé comme « prototype de bio-module » dans le cadre du projet « E2 – E-Quadrat », se distingue par quatre particularités par rapport aux modules conventionnels. Le cadre du module contient un pourcentage élevé de boisqui peut être entièrement recyclé à la fin de la durée de vie utile du module et réintroduit dans la production de modules. Les connexions des cellules du module ne sont pas réalisées avec de la soudure contenant du plomb, comme c'est généralement le cas, mais avec un adhésif conducteur d'électricité contenant des particules d'argentqui fait office de connecteur entre les fils et les cellules. La couverture arrière du module est constituée d'un film composé à 30% de PET recyclé. Le film utilisé comme couche plastique transparente pour encapsuler les cellules est composé à 60 % d'« éthylène de canne à sucre » d'origine biologique..

L'équipe Fraunhofer CSP a soumis les composants individuels utilisés à divers tests, notamment des tests de vieillissement accéléré, de chaleur, d'humidité et de cycles thermiques. Il a été prouvé que chaque composant installé dépasse les dernières normes de modules. En démontrant que les biopolymères conviennent également à une utilisation dans le photovoltaïque, ces matériaux pourraient être utilisés à l'avenir pour diverses autres applications extérieures complexes.

Ringo Köpge présentera les résultats de la recherche et le module lors de l'événement EUPVSEC de cette année, qui se tiendra à Vienne du 23 au 27 septembre, sous le titre « Étapes vers un module solaire composé à 100 % de matériaux renouvelables : évaluation des remplacements de matériaux pour encapsulation et interconnexion ».

Source : Centre Fraunhofer pour le silicium photovoltaïque CSP