A legfontosabb elvitelek
- A por felhalmozódása csökkentheti a napelemek hatékonyságát.
- A víz túl értékes erőforrás a napelemek pormentesen tartásához.
-
A kutatók kidolgoztak egy olyan mechanizmust, amely elektromos töltéseket használ, hogy a port leugorja a panelekről.
A bőséges napfény és a talaj ideálissá teszi a sivatagokat a napelemek telepítéséhez, ugyanakkor rengeteg por is van bennük, ami csökkenti a hatékonyságukat. Új módszerre van szükségünk a napelemek pormentességének megőrzéséhez.
A víz fontos szerepet játszik a panelek pormentességének megőrzésében, de értékes erőforrás, amelyet máshol jobban lehet hasznosítani. A jobb alternatívák keresése során az MIT kutatói egy új napelem-tisztítási módszert dolgoztak ki, amely elektromos töltések segítségével taszítja el a porrészecskéket, amelyek lényegében leugranak a panelekről.
„A kutatási dokumentum hasznos a PV (fotovoltaikus) szennyeződés problémájának folyamatos előrehaladásához” – mondta Matthew Muller, a National Renewable Energy Laboratory (NREL) PV teljesítmény- és megbízhatósági csoportjának mérnöke e-mailben a Lifewire-nek.. „A dolgozat jól megírt, hasznos lépés a fotovillamos szennyeződések kezelésére irányuló hosszú távú munka során, ezért a leírt kísérletek némelyike nagyon hasznos a közösség számára.”
Bite the Dust
Az MIT végzős hallgatója, Sreedath Panat és Kripa Varanasi gépészmérnök professzor az írásukban olyan előrejelzésekre hivatkoznak, amelyek szerint 2030-ra a napenergia a globális villamosenergia-termelés 10 százalékát teszi ki.
Azzal érvelnek, hogy a napelem-technológiában a napelemek hatékonyságát javító közelmúltbeli fejlesztések ellenére a por felhalmozódása az egyik legnagyobb működési kihívás az iparág számára.
A por, magyarázza Muller, a gravitációs és egyéb lerakódási módszerek miatt a napelem panelen landol. „A porszemcsék ekkor blokkolják a fény átjutását a napelembe, így az adott külső besugárzás teljesítménycsökkenését okozzák. Azt látjuk, hogy az Egyesült Államokban a fotovillamos szennyeződések veszteségei 0-7% között mozognak, ahol a veszteség 7% a délnyugati poros régiókban” – magyarázta Muller.
Továbbá a kutatók azt állítják, hogy zord környezetben, például sivatag közepén a por napi 1 g/m2 sebességgel halmozódik fel, és ha nem tisztítják, akár 3 mg/cm2 is felhalmozódhat. egy hónap. A perspektíva szempontjából az 5 mg/cm2 por felhalmozódása csaknem 50 százalékos teljesítményveszteségnek felel meg – osztják meg a kutatók. Pénzben kifejezve azt mondják, hogy egy átlagos 3-4 százalékos energiaveszteség globális szinten 3 dollár gazdasági veszteséget jelent.3–5,5 milliárd USD.
Nem meglepő tehát, hogy hatalmas mennyiségű erőforrást fordítanak a napelemek tisztítására, néha akár havonta többször is, a szennyeződés súlyosságától függően.
A legelterjedtebb tisztítási módszer a túlnyomásos vízsugarak és spray-k használata, amelyek a kutatók becslése szerint akár 10 százalékot is tehetnek a napelemes farmok üzemeltetési és karbantartási költségeiből.
Más kutatók számításai szerint a naperőművek körülbelül 1-5 millió gallon vizet fogyasztanak a tisztításhoz évente 100 MW megtermelt villamos energiánként. Felnagyítva ez akár 10 milliárd gallon vizet jelent napelemek tisztítására, ami a becslések szerint akár 2 millió ember éves vízszükségletének kielégítésére is elegendő.
Clean Getaway?
A száraz súrolás a vízbázisú tisztítás egyik alternatívája, de ez nem olyan hatékony, és fennáll annak a veszélye, hogy megkarcolja a paneleket, és visszafordíthatatlanul csökkenti azok hatékonyságát.
Izgalmas alternatívaként jelent meg az elektrosztatikus napelem-tisztítás, amely nem használ vizet, és nem fenyegeti az érintkezési súrolás kockázatát. Az elektrodinamikus képernyők (EDS) a legnépszerűbb elektrosztatikus poreltávolító rendszerek, és ezeket használják a Mars-járókon, mutat rá Muller.
A kutatók azonban azzal érvelnek, hogy számos kihívást jelent az EDS bevezetése a Földön a napelemekbe, például a nedvesség behatolása és felhalmozódása, ami végül az elektródák elektromos rövidzárlatához vezethet.
A javasolt mechanizmusuk a meglévő elektrosztatikus tisztítási módszerre épül, és elektromos töltések segítségével porszemcséket vált ki és ugrál le a panelek felületéről. A rendszer automatikusan működtethető egy egyszerű villanymotor és a panel oldalán lévő vezetősínek segítségével.
A technológia izgalmas, de még csak kutatási szinten van, és ezért messze van attól, hogy kereskedelmileg életképes legyen, emlékeztet Muller. Továbbá hozzáteszi, hogy a kutatók teszteket végeztek útporral, ami ideális eset.
„A való világban a talaj sokkal összetettebb lehet… és ezért előfordulhat, hogy az eszköz nem működik számos környezetben.”
