Recomandări cheie
- Acumularea de praf poate reduce eficiența panourilor solare.
- Apa este o resursă prea prețioasă pentru a menține panourile solare fără praf.
-
Cercetătorii au conceput un mecanism care utilizează sarcini electrice pentru a face praful să sară de pe panouri.
Lumina solară abundentă și pământul fac deșerturile ideale pentru instalarea panourilor solare, dar au și mult praf, ceea ce le reduce eficacitatea. Avem nevoie de o nouă modalitate de a menține panourile solare fără praf.
Apa joacă un rol important în menținerea panourilor fără praf, dar este o resursă prețioasă care este mai bine utilizată în altă parte. În căutarea unor alternative mai bune, cercetătorii de la MIT au conceput o nouă metodă de curățare a panourilor solare care utilizează încărcături electrice pentru a respinge particulele de praf, făcându-le în esență să sară de pe panouri.
„Lucrarea de cercetare este utilă pentru progresul continuu al problemei murdăriei fotovoltaice”, a declarat Matthew Muller, inginer în Grupul de performanță și fiabilitate PV de la Laboratorul național de energie regenerabilă (NREL), pentru Lifewire prin e-mail.. „Lucrarea este bine scrisă, este un pas util în munca pe termen lung pentru a aborda murdăria fotovoltaică și, prin urmare, unele dintre experimentele descrise sunt foarte utile pentru comunitate.”
Mușcă praful
În lucrarea lor, studentul absolvent al MIT Sreedath Panat și profesorul de inginerie mecanică Kripa Varanasi citează proiecții care estimează că energia solară se va ridica la 10% din producția globală de electricitate până în 2030.
Ei susțin că, în ciuda îmbunătățirilor recente ale tehnologiei fotovoltaice pentru a ajuta la îmbunătățirea eficienței panourilor solare, acumularea de praf este una dintre cele mai mari provocări operaționale pentru industrie.
Praful, explică Muller, aterizează pe panoul solar din cauza gravitației și a altor metode de depunere. „Particulele de praf blochează apoi transmiterea luminii în celula solară, provocând astfel o reducere a puterii pentru iradierea externă dată. Vedem pierderi de la murdăria fotovoltaică în SUA variază de la 0 la 7%, unde pierderi de 7% sunt pentru regiunile prăfuite din sud-vest”, a explicat Muller.
În plus, cercetătorii afirmă că, în medii dure, cum ar fi în mijlocul unui deșert, praful se acumulează cu rate apropiate de 1 g/m2 pe zi și, dacă nu este curățat, se poate acumula până la 3 mg/cm2 în sub o luna. Pentru a pune acest lucru în perspectivă, acumularea de praf de 5 mg/cm2 corespunde unei pierderi de aproape 50% în puterea de ieșire, spun cercetătorii. Pentru a pune asta în termeni monetari, ei spun că o pierdere medie de putere de 3-4% la scară globală echivalează cu o pierdere economică de 3 USD.3 până la 5,5 miliarde USD.
Nici o surpriză, așadar, că sunt cheltuite cantități uriașe de resurse pentru curățarea panourilor solare, uneori chiar de mai multe ori pe lună, în funcție de gravitatea condițiilor de murdărie.
Cea mai obișnuită metodă de curățare este utilizarea jeturilor de apă sub presiune și a spray-urilor, despre care cercetătorii estimează că pot contribui cu până la 10% din costurile de funcționare și întreținere ale fermelor solare.
Alți cercetători au calculat că centralele solare consumă aproximativ unul până la cinci milioane de galoane de apă pentru curățare la 100 MW de energie electrică generată pe an. Creștere, ceea ce înseamnă până la 10 miliarde de galoane de apă pentru curățarea panourilor solare, ceea ce se estimează a fi suficient pentru a satisface nevoile anuale de apă a până la 2 milioane de oameni.
Evadare curată?
Scurcarea uscată este o alternativă la curățarea pe bază de apă, dar aceasta nu este la fel de eficientă și riscă să zgârie panourile și să provoace o reducere ireversibilă a eficacității acestora.
Curățarea panourilor solare electrostatice, care nu utilizează apă și nici nu prezintă riscuri de spălare prin contact, a apărut ca o alternativă interesantă. Ecranele electrodinamice (EDS) sunt cele mai populare sisteme electrostatice de îndepărtare a prafului, iar acestea sunt folosite pe roverul Marte, subliniază Muller.
Cu toate acestea, cercetătorii susțin că există mai multe provocări pentru implementarea EDS în panourile solare de pe Pământ, cum ar fi pătrunderea și acumularea de umiditate, care ar putea duce în cele din urmă la scurtcircuitarea electrică a electrozilor.
Mecanismul propus de ei se bazează pe metoda de curățare electrostatică existentă și folosește încărcături electrice pentru a face ca particulele de praf să se desprindă și să sară de pe suprafața panourilor. Sistemul poate fi operat automat folosind un motor electric simplu și șine de ghidare de-a lungul lateralului panoului.
Tehnologia este incitantă, dar este doar la nivel de cercetare și, prin urmare, este departe de a fi viabilă comercial, amintește Muller. În plus, el adaugă că cercetătorii au efectuat teste cu praful de drum, care este un caz ideal.
„În [în] lumea reală, solul poate fi mult mai complex… și, prin urmare, este posibil ca dispozitivul să nu funcționeze în mai multe medii.”
