Panourile solare printate: iluzie exagerata sau revolutie in domeniul energiei regenerabile?

O echipa de cercetatori de la Universitatea din Newcastle a tinut prima pagina a ziarelor la finele anului trecut, cand a montat o suprafata de 200 de metri patrati de panouri solare functionale pe acoperisul unei fabrici din oras.
Ceea ce poate ca nu pare extrem de surprinzator… daca nu luam in calcul faptul ca celulele solare folosite au fost printate pe o imprimanta “reel to reel”.
Sustinatorii noi tehnologii spun ca aceasta poate revolutiona modul in care panourile solare sunt fabricate si distribuite in Australia si in intreaga lume.

Insa, dincolo de toata popularitatea din media, trebuie sa precizam ca panourile printate sunt mai putin eficiente decat panourile din silicon, ele avand o durabilitate de numai doi ani, iar procesul lor de productie nu este atat de simplu pe cat ar parea.
Asadar, merita sau nu panourile printate toata aceasta expunere de care se bucura in media? Ar putea ele sa transforme energia regenerabila intr-o optiune accesibila?

Cum este printat un panou solar?

Celulele solare printate nu sunt o noutate. Echipe din intreaga lume, inclusiv cele de la Universitatile CSIRO si Monash, au lucrat la aceasta tehnologie mai bine de un deceniu.
Cu toate acestea, ultima instalatie a celor de la Universitatea din Newcastle, care trece printr-o perioada de testare la fabrica companiei CHEP, ii face pe acestia lideri in acest domeniu si ii aduce la “aproximativ 2 ani” distanta de lansarea produsului lor pe piata comerciala.

Celulele solare sunt realizate dintr-un material semi-conductor ce poate fi incarcat pozitiv sau negativ pentru a avea mai multi sau mai putini electroni si astfel sa capete o conductivitate pozitiva sau negativa.
Cei mai multi semi-conductori, asa cum este si siliconul, sunt friabili, asa ca echipa de la Newcastle, condusa de Paul Dastoor a creat cerneluri din polimeri flexibili semi-conductori.
Primul strat de cerneala semi-conductoare este printat pe o foaie transparenta din plastic, dupa care alte straturi numeroase sunt printate unul peste celalalt, pana cand polimerii ating o grosime de aproximativ 200 de microni. Un fir de par uman are o grosime de aproximativ 50 de microni.
“Apoi producem un strat superior de contact, care este facut din nou cu ajutorul unei tehnologii cunoscuta ca sputter coating”, spune profesorul Dastoor.

Panourile pentru cladirea CHEP au fost printate pe role de 10 metri, in final 640 de metri de panouri solare fiind desfasurate si conectate in serie pentru a acoperi o arie de 200 de metri patrati de panouri.

De ce este mai bun un panou printat decat un panou solar obisnuit?

Asadar: daca nu poti face aceste panouri acasa, pe imprimanta proprie, nu sunt mai bune decat un panou solar obisnuit? Din perspectiva noastra raspunsul este NU.
Panourile printate sunt mai putin eficiente in acest moment, iar potrivit profesorului Dastoor ele au o durabilitate de numai doi-trei ani. Insa promotorii lor sustin ca ele ar fi mai avantajoase din punct de vedere al costurilor, al usurintei productiei, precum si din punct de vedere al greutatii.

Suprafata de 200 de metri patrati din Newcastle a fost acoperita cu panouri in decursul unei singure dupa-amieze, panourile fiind fixate pe acoperis folosind banda dublu adeziva.
Cea mai buna intrebare este “care este costul energiei?” spune tot profesorul Dastoor.
Costul unei fabrici de productie de semiconductori, unde este rafinat siliconul pentru panouri, ajunge pana la miliarde de dolari; costul dotarilor pentru printarea de panouri solare este de ordinul miilor.

Ca o comparatie, costul combinat al imprimantelor celor de la CSIRO, folosite pentru panourile solare printate s-a ridicat la mai putin de 500.000 de dolari. Echipa din Newscatle estimeaza costul modulelor sale la mai putin de 10 dolari per metru patrat.
La acest pret, 200 de metri patrati de panouri ar costa sub 2000 de dolari.
In prezent, panourile solare au o eficienta de o cincime din eficienta panourilor din silicon. Daca eficienta lor ar putea fi dublata, echipa estimeaza ca o suprafata de 150 de metri patrati ar putea acoperi necesitatile energetice ale unei gospodarii medii.

Pentru ca in decursul ultimului an ei au reusit dublarea eficientei panourilor, se asteapta ca aceasta sa se dubleze din nou, in mai putin de 12 saptamani.
CSIRO atinge deja aceste cifre, potrivit sefului echipei de cercetare pentru fotovoltaice, Jyothi Ramamurthy.
Ramamurthy a spus ca CSIRO are ca obiectiv integrarea tehnologiei proprii in aspecte precum copertine, jaluzele si corturi. “Am vrea sa recoltam energia solara de peste tot” a spus acesta.
Investitia initiala in panouri solare din silicon le face sa fie prohibitiv de scumpe pentru multi proprietari de case si pentru majoritatea celor care inchiriaza. Insa un pret mai mic al panourilor printate ar permite o amortizare pe termen scurt, ce ar putea fi la indemana si pentru chiriasi, este de parere profesorul Dastoor.

“Din punctul meu de vedere functioneaza in principiu ca telefoanele mobile” spune acesta. “Cel mai probabil vom alege acest plan energetic, iar cineva o sa vina sa il instaleze si sa il dea jos fara ca macar sa stim”. La fel ca si in cazul telefoanelor mobile, Dastoor este de parere ca ne putem astepta ca tehnologia sa fie imbunatatita odata cu fiecare upgrade.

Nu ar trebui sa ne ferim de modelul de unica folosinta?

Panourile solare printate se bazeaza foarte mult pe plastic si, data fiind durata lor redusa de viata, ele au potentialul de a adauga o cantitate mare de plastic fluxului nostru obisnuit de deseuri. O parte a proiectului Universitatii Newscastle va incerca sa recicleze plasticul la finalul instalarii.
“Acest trial presupune instalarea panourilor pentru o perioada de sase luni; le instalam, le testam performanta, iar la final le dam jos si le reciclam” a spus profesorul Dastoor.
In mod ideal, ele vor fi reciclate astfel incat sa devina din nou panouri, dar este un proces netestat deocamdata.

Daca aceste panouri vor fi lansate spre vanzare, reciclarea sau reutilizarea componentelor din plastic ar trebui sa fie obligatorie, pentru a evita accentuarea problemelor legate de deseuri.
Plasticul folosit in productia panourilor solare printate de la CSIRO sunt PET-uri reciclabile – la fel ca si in cazul materialelor folosite pentru sticlele de bauturi racoritoare, spune Ramamurthy. “In teorie, unele dintre materialele printate pe PET ar trebui recuperate inainte de aruncare, un sector in care va fi nevoie de mai multa munca”.

Desi unele voci de la Canberra sustin ca sursele regenerabile de energie au condus la cresterea preturilor, un raport al Renewable Energy Index din iulie a aratat exact opusul.
Preturile pentru energie au crescut ca raspuns la inchiderea centralelor electrice precum Hazelwood si Northern Power Station, dar au fost coborate cu ajutorul energiei regenerabile.
Se preconizeaza ca in urmatorii patru ani preturile de en-gross pentru energie se vor injumatati datorita adaugarii la scara mare (incepand din octombrie 2016) de energie din surse regenerabile.
In plus, un raport al Operatorului Pietei de Energie din Australia a descoperit ca cel mai economic mod de a inlocui vechile centrale care functioneaza pe carbune sunt sursele regenerabile de energie.

“Inlocuitorul cu cel mai scazut cost pentru aceasta capacitate de productie si energie invechita va fi un portofoliu de resurse, din care vor face parte energia solara (28 gigawati), energia eoliana (10.5 GW) si depozitarea (17 GW si 90 90 GWh), completate de 500 de megawati proveniti din uzine flexibile pe gaz si investiti in transmisie” se arata in raport.
Modelul Universitatii din Newcastle arata ca daca echipa va putea dubla eficienta panourilor, si daca acestea vor ajunge la un ciclu de viata de 5-6 ani, panourile solare printate ar putea fi o optiune energetica mai ieftina decat carbunele.

Un aspect critic al panourilor solare montate pe acoperisuri este acela al costurilor initiale ridicate, care exclud categoria chiriasilor si pe a celor cu venituri mici de pe piata.
Daca eficienta panourilor solare printate poate fi imbunatatita, si daca reciclarea deseurilor din plastic este cuprinsa in acest model de business, panourile solare ar putea da energiei regenerabile un boost egalitarist foarte necesar.