Разработан метод очистки солнечных панелей
Американские ученые из Массачусетского технологического института придумали метод, позволяющий очищать поверхность солнечных панелей от пыли без использования воды. Это повысит эффективность панелей. Статья о проведенной работе опубликована в журнале Science Advances.
Ожидается, что к 2030 году 10% электроэнергии в мире будет генерироваться с помощью солнечных панелей. Часто они располагаются в засушливых регионах, где облегчен доступ к солнечному свету. Однако панели со временем покрываются пылью. Если использовать для их очистки воду, то на это потребуется около 10 млрд галлонов воды (около 38 млрд литров) в год. Таких объемов достаточно, чтобы напоить 2 млн людей. А методы очистки солнечных панелей, в которых не используется вода, достаточно трудоемки. Более того, если использовать различные щетки, то на поверхности панелей могут появляться царапины, снижающие их эффективность. Поэтому ученые ищут новые, более экономные способы очищать солнечные панели от пыли.
Американские исследователи разработали новую систему очистки солнечных панелей от пыли, в которой не задействована вода и щетки. Система состоит из электрода, который представляет собой простой металлический стержень. Так как система оборудована простым мотором и направляющими рельсами, электрод может двигаться над поверхностью панели. При этом электрод создает электрическое поле, из-за чего частицы пыли приобретают заряд. На стеклянную поверхность солнечной панели наносят прозрачный проводящий слой в несколько нанометров толщиной. Его заряд противоположен заряду частиц. Из-за этого пыль отталкивается от поверхности панели. Ученые определили напряжение, которое нужно приложить, чтобы преодолеть силу тяжести и силы сцепления. Благодаря этому пыль удаляется с поверхности панели.
Ученые доказали эффективность такой системы очистки экспериментально. Для этого они получили образцы частиц пыли разных размеров. Кроме того, исследователи оценили влияние влажности воздуха на эффективность очистки. Эксперименты проводились при влажности воздуха, составляющей от 5% до 95%. Результат показал, что при влажности воздуха выше 30% удается удалить практически всю пыль с поверхности солнечных панелей. При сухом воздухе это гораздо труднее. При этом даже в пустынях и засушливых регионах сухой воздух бывает не всегда. Так, влажность около 30% достигается по утрам, когда формируется роса. Тогда и рекомендуется проводить очистку.
Исследователи также оценили влияние пыли на эффективность солнечных панелей и затраты, связанные с ними. Так, если пыль не удалять в течение месяца, то эффективность панелей сократится на 30%. Это довольно большая цифра. По расчетам экспертов, даже уменьшение эффективности в 1% для солнечной панели мощностью 150 МВт может означать потерю 200 тысяч долларов в год. Уменьшение эффективности солнечных панелей по всему миру в 3-4% может повлечь за собой потери в 3,3-5,5 млрд долларов. Именно поэтому системы очистки солнечных панелей от пыли так важны.