Приодолели гравитацию: новые солнечные батареи сами охлаждают и увлажняют себя

Исследователи из Саудовской Аравии создали новое устройство, которое собирает атмосферную воду для охлаждения солнечных батарей без использования электричества. Об этом сообщает Sci-tech Daily.

Значительные инвестиции Саудовской Аравии в технологию солнечных батарей в сочетании с обильным солнечным светом фактически сделали ее крупным экспортером возобновляемой энергии.

Солнечная энергия в настоящее время составляет более 80% возобновляемой энергии, вырабатываемой страной. Однако существует неотъемлемый парадокс: эти солнечные батареи рискуют перегреться из-за интенсивной работы. Для борьбы с этим необходимы системы охлаждения, хотя многие из этих систем по-прежнему используют электричество.

Международная исследовательская группа под руководством профессора KAUST Цяоцяна Ганя разработала потенциальное решение. Их устройство не нуждается в электричестве, поскольку оно извлекает воду из воздуха, используя только гравитацию, и полагается на дешевые, легкодоступные материалы.

Помимо поддержания солнечных элементов и других полупроводниковых технологий в прохладном состоянии, вода может быть повторно использована для орошения, мытья, охлаждения зданий, на которых размещены солнечные элементы, и других применений.

Ученые подсчитали, что атмосфера содержит в шесть раз больше воды, чем вся пресная вода в реках вместе взятых. "Эту воду можно собрать с помощью технологий сбора атмосферной воды", — говорит Ган. Хотя эти технологии работают достаточно хорошо, в засушливых регионах, таких как Саудовская Аравия, для сбора практических объемов воды требуется электричество. Этот спрос рискует сдержать внедрение солнечных батарей в сельских районах, где инфраструктура электроснабжения является дорогостоящей.

Одной из причин низкой эффективности является то, что вода прилипает к поверхности устройства для сбора. Профессор Дэн Дэниел и Шакил Ахмад обнаружили, что, добавив смазочное покрытие, представляющее собой смесь коммерческого полимера и силиконового масла, они могут собирать больше воды, полагаясь только на гравитацию. Решение основано на предыдущей технологии Гана. Первоначально эта система была разработана для отражения тепла обратно в небо, чтобы охлаждать солнечные элементы, но не для улавливания произведенной воды.

Новое устройство было испытано шесть раз в течение года в естественных условиях в городе Тувал, примерно в 100 км к северу от Джидды, и смогло почти вдвое увеличить скорость сбора воды по сравнению с альтернативными технологиями сбора атмосферной воды. Помимо эффективности сбора воды, Дэниела также воодушевляют экономические выгоды от усыновления.

Вместе с Ганом и Даниэлем, доцент KAUST Дьердь Секей внес вклад в исследование, опубликованное в Advance Materials. Этот проект является одним из многих текущих в новом Центре передового опыта KAUST по возобновляемым источникам энергии и устойчивым технологиям.

Ранее мы уже писали, что на территории США обнаружили сотни потенциальных источников геотермальной энергии, которая извлекается из земной коры, полностью возобновляема и не загрязняет воздух. Она также имеет преимущество перед солнечной и ветровой, так ее производство не зависит от колебаний погоды.