Naujas valymo metodas gali padaryti saulės baterijas efektyvesnes

Dėl gausios saulės šviesos ir žemės dykumos idealiai tinka įrengti saulės baterijas, tačiau jose taip pat yra daug dulkių, todėl sumažėja jų efektyvumas. Mums reikia naujo būdo, kaip apsaugoti saulės baterijas nuo dulkių.

Vanduo atlieka svarbų vaidmenį išlaikant plokštes be dulkių, tačiau tai vertingas išteklius, kurį geriau panaudoti kitur. Jų ieškant geresnes alternatyvasMIT mokslininkai sukūrė naują saulės kolektorių valymo metodą, kuris naudoja elektros krūvius, kad atstumtų dulkių daleles, todėl jos iš esmės nušoks nuo skydų.

„Tyrimo dokumentas yra naudingas siekiant tolesnės pažangos sprendžiant PV (fotovoltinės) nešvarumų problemą“, Matthew Mulleris, PV našumo ir patikimumo grupės inžinierius Nacionalinė atsinaujinančios energijos laboratorija (NREL)

, sakė Lifewire el. paštu. "Straipsnis yra gerai parašytas, yra naudingas žingsnis ilgalaikiame darbe, siekiant pašalinti PV nešvarumus, todėl kai kurie aprašyti eksperimentai yra labai naudingi bendruomenei."

Bite the Dust

Savo popierius, MIT absolventas Sreedathas Panatas ir mechanikos inžinerijos profesorius Kripa Varanasi cituoja Prognozuojama, kad saulės energija sudarys 10 procentų viso pasaulio elektros energijos 2030.

Jie teigia, kad nepaisant naujausių PV technologijos patobulinimų, padedančių pagerinti saulės baterijų efektyvumą, dulkių kaupimasis yra viena iš didžiausius veiklos iššūkius pramonei.

Dulkės, aiškina Mulleris, patenka ant saulės baterijos dėl gravitacinių ir kitų nusodinimo metodų. "Tuomet dulkių dalelės blokuoja šviesos perdavimą į saulės elementą, todėl sumažina galią tam tikram išoriniam spinduliavimui. Matome, kad JAV nuostoliai dėl fotovoltinės nešvarumų svyruoja nuo 0–7%, o 7% nuostoliai yra dulkėtuose pietvakarių regionuose“, – aiškino Mulleris.

Be to, mokslininkai teigia, kad atšiaurioje aplinkoje, pavyzdžiui, dykumos viduryje, dulkės susikaupia beveik 1 g/m2 per dieną ir, jei nevaloma, gali susikaupti iki 3 mg/cm2. mėnuo. Kalbant apie tai perspektyvoje, 5 mg/cm2 dulkių susikaupimas atitinka beveik 50 procentų galios praradimą, dalijasi mokslininkai. Vertinant tai pinigine išraiška, jie sako, kad vidutinis 3–4 procentų energijos praradimas pasauliniu mastu prilygsta 3,3–5,5 mlrd. USD ekonominiam nuostoliui.

Todėl nenuostabu, kad saulės kolektorių valymui išleidžiami didžiuliai resursai, kartais net kelis kartus per mėnesį, priklausomai nuo nešvarumo sąlygų.

Labiausiai paplitęs valymo būdas yra slėginės vandens srovės ir purškikliai, kurie, tyrėjų vertinimu, gali sudaryti iki 10 procentų saulės fermų eksploatavimo ir priežiūros išlaidų.

Kiti tyrinėtojai apskaičiavo kad saulės elektrinės 100 MW pagamintos elektros energijos per metus sunaudoja nuo vieno iki penkių milijonų galonų vandens valymui. Padidinta, tai reiškia iki 10 milijardų galonų vandens saulės kolektorių valymo reikmėms, kurių, kaip manoma, pakaks patenkinti iki 2 mln. žmonių metiniams vandens poreikiams.

Švarus pabėgimas?

Sausas šveitimas yra viena iš vandens pagrindo valymo alternatyvų, tačiau tai nėra tokia efektyvi ir kyla pavojus subraižyti plokštes ir negrįžtamai sumažėti jų efektyvumas.

Elektrostatinis saulės kolektorių valymas, kai nenaudojamas vanduo ir nekyla kontaktinio šveitimo pavojaus, pasirodė kaip įdomi alternatyva. Elektrodinaminiai ekranai (EDS) yra populiariausios elektrostatinės dulkių šalinimo sistemos, kurios naudojamos marsaeigiams, pažymi Mulleris.

Tačiau mokslininkai teigia, kad EDS įdiegimas saulės kolektoriuose Žemėje turi keletą iššūkių. pvz., drėgmės įsiskverbimas ir kaupimasis, dėl kurio galiausiai gali atsirasti elektros trumpasis jungimas elektrodai.

Jų siūlomas mechanizmas remiasi esamu elektrostatiniu valymo metodu ir naudoja elektros krūvius, kad dulkių dalelės atsiskirtų ir nušoktų nuo plokščių paviršiaus. Sistema gali būti valdoma automatiškai, naudojant paprastą elektros variklį ir kreipiamuosius bėgius palei skydo šoną.

Ši technologija yra įdomi, tačiau ji yra tik tyrimų lygmeniu, todėl toli nuo komercinės perspektyvos, primena Mulleris. Be to, jis priduria, kad mokslininkai atliko bandymus su kelių dulkėmis, o tai yra idealus atvejis.

„Realiame pasaulyje dirvožemis gali būti daug sudėtingesnis... ir todėl įrenginys gali neveikti įvairiose aplinkose.