211service.com
Samoczyszczące panele słoneczne
Jednym z najlepszych miejsc na postawienie panelu słonecznego jest pustynia, gdzie jest słonecznie. Ale pustynie są również zakurzone, co oznacza, że panele muszą być często myte, aby kurz nie przeszkadzał im w przechwytywaniu światła słonecznego. Rozwiązaniem może być nowa technologia – pozwalając panelom słonecznym na samodzielne czyszczenie.
Burza piaskowa: Chmury pyłu, takie jak ta w Zatoce Perskiej, mogą zmniejszać produkcję energii słonecznej, jeśli na panelach gromadzi się kurz. Pomóc może nowa technologia, która usuwa kurz.
Technologia została opracowana z myślą o przyszłych misjach łazików na Marsa, ale może działać tutaj, na Ziemi, aby utrzymać szczytową moc paneli słonecznych. Wykorzystuje ładunek elektrostatyczny do odpychania kurzu i spychania go na krawędzie paneli. Mówi, że może usunąć 90 procent kurzu z panelu słonecznego w cyklu dwuminutowym malajski Mazumder , profesor naukowy na Uniwersytecie w Bostonie, który kierował pracami. Technologia została opisana w tym tygodniu na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego w Bostonie.
Pył, który gromadzi się na panelach słonecznych i blokuje światło, może sparaliżować łaziki na Księżycu lub Marsie. Łaziki Spirit i Opportunity Mars trwały dłużej niż oczekiwano, ponieważ sporadyczne podmuchy wiatru usuwały się z ich paneli. Ale możemy nie mieć szczęścia przez cały czas, mówi Rao Surampudi, monitor projektu w Laboratorium Napędu Odrzutowego NASA. Rzeczywiście, misja łazika Mars Pathfinder w latach 90. nie skorzystała z takich wiatrów.
Pył zrujnował także instalacje słoneczne na Ziemi. Na przykład burze piaskowe obniżyły produkcję energii o 40 procent w dużej, 10-megawatowej elektrowni słonecznej w Zjednoczonych Emiratach Arabskich. Mycie paneli może być czasochłonne lub wymagać kosztownej automatyzacji – i wymaga dużej ilości wody, cennego zasobu na pustyni. Dzięki tej nowej technologii panele słoneczne mogą być automatycznie czyszczone bez wody i pracy, mówi Mazumder.
System wykorzystuje fakt, że większość cząstek kurzu, szczególnie w suchym środowisku, ma ładunek elektryczny. Przezroczysty materiał elektrody, taki jak tlenek indowo-cynowy, dostarcza prąd przemienny do górnej powierzchni panelu. Gdy porusza się między ładunkiem dodatnim i ujemnym, wytwarza pole elektryczne, które odpycha cząstki naładowane dodatnio i ujemnie. Pole elektryczne pomaga również w przekazywaniu ładunku nienaładowanym cząsteczkom kurzu, umożliwiając ich szybkie odpychanie w momencie zetknięcia się z panelem. Naukowcy zaprojektowali system tak, aby pole elektryczne przechodziło z jednej strony panelu słonecznego na drugą, stopniowo przesuwając pył, aż do odpadnięcia.
System zużywa niewiele energii – prąd elektryczny jest niewielki i zazwyczaj wystarczy włączyć go od dwóch do pięciu minut dziennie, mówi Mazumder. System może zawierać czujnik określający, kiedy panel wymaga czyszczenia. Technologia nie działa, jeśli kurz stanie się mokry i zabłocony, więc należy go uruchomić, aby usunąć kurz przed deszczem, mówi Mazumder.
Technologia Mazumdera jest jednym z dwóch podejść sfinansowanych przez NASA do czyszczenia paneli słonecznych. Drugi wibruje cały panel, aby strząsnąć kurz. Wciąż nie jest jasne, co okaże się bardziej praktyczne w przypadku misji kosmicznych, mówi Surampudi, który nadzorował badania nad obiema technikami odpylania. Korzystanie z wibracji jest prostsze i wymaga mniej modyfikacji panelu słonecznego, mówi. Ale nie usuwa drobnych cząstek, tak jak podejście pola elektrycznego. W przypadku zastosowań naziemnych technologia Mazumdera będzie musiała konkurować z innymi potencjalnymi podejściami do czyszczenia ogniw słonecznych bez użycia wody, takimi jak nadmuchiwanie ich powietrzem lub dodanie warstwy zapobiegającej przywieraniu.
Technologia pola elektrycznego może okazać się prosta w produkcji, mówi Mazumder, ponieważ wielu producentów energii słonecznej posiada już sprzęt do osadzania przezroczystych elektrod, które generowałyby pola elektryczne na panelach. Mówi, że następnym krokiem jest ustalenie, czy możliwe będzie osiągnięcie celu naukowców, jakim jest utrzymanie kosztów produkcji poniżej około 1 procenta całkowitego kosztu panelu słonecznego. Ale wartość systemu będzie zależeć od tego, jak zakurzone panele słoneczne dostaną się w różnych miejscach. Na przykład konwencjonalne mycie wodą działa wystarczająco dobrze w przypadku dużej kolekcji dachowych systemów paneli słonecznych obsługiwanych przez firmę Southern California Edison.