Ученые нашли удивительно простой способ увеличить ток солнечных панелей на 64,7%

Исследователи из Университета Порт-Саида в Египте разработали самоочищающееся гидрофильное нанопокрытие, которое можно использовать для уменьшения загрязнения и увеличения выработки электроэнергии солнечными панелями. Об этом пишет pv-magazine.com.

Ученые создали покрытие от загрязнения для солнечных панелей, смешав этанол, деионизированную воду, гидроксид аммония и тетраэтилортосиликат. Они испытывали панель с покрытием на открытом воздухе в течение десяти месяцев и обнаружили, что панель показала на 64,7% более высокий ток по сравнению с контрольными модулями без покрытия.

Гидрофильные поверхности имеют угол контакта с водой (WCA) менее 90° и обладают высокой поверхностной энергией. Эти покрытия притягивают и распределяют капли воды в тонкие пленки по поверхности солнечной батареи. Эта тонкая пленка может действовать как самоочищающийся "механизм", сметая частицы пыли и грязи по мере испарения слоя воды. Результаты исследования демонстрируют существенный потенциал нанопокрытия для эффективного снижения уровня пыли, тем самым повышая надежность фотоэлектрических элементов.

Для создания нового нанопокрытия группа использовала 50 мл этанола в качестве растворителя, к которому она добавила 1 мл деионизированной воды и 2,2 мл 35% гидроксида аммония. Смесь вылили в стеклянную бутылку и нагрели до 50 °C в песчаной бане. После нагревания добавили 2,5 мл тетраэтилортосиликата, который группа перемешивала со скоростью 300 об/мин в течение трех часов. Затем смесь нанесли на поликристаллическую солнечную батарею с номинальной эффективностью 13,71% и максимальной мощностью 60 Вт. Перед нанесением тонкой пленки панель сначала очистили от пыли, а затем поместили в контролируемую среду, где наносилось покрытие с помощью распылителя. Этот фотоэлемент, а также идентичная контрольная панель без покрытия, были размещены на открытом воздухе с наклоном 30°.

Измерения показали, что самоочищающееся тонкопленочное нанопокрытие последовательно увеличивало ток короткого замыкания, в среднем 2,8 А, что на 64,7% выше, чем 1,7 А у панели без покрытия. Панель с покрытием также последовательно достигала более высокой эффективности, достигая пиковых значений 12–13,5% по сравнению с 7–8% у панели без покрытия.

Тест также показал, что выходная мощность панели с покрытием варьировалась от 7 Вт до 38 Вт, со средним значением около 24,75 Вт, в то время как панель без покрытия демонстрировала выходную мощность от 3 Вт до 23 Вт, со средним значением около 14 Вт.

Будущие исследования оценят эффективность покрытия в различных пыльных средах. Кроме того, требует дальнейшего изучения долговечность и экономическая эффективность покрытия, заявили ученые.

Ранее мы писали, что солнечные и ветровые станции под угрозой из-за "неожиданных" явлений. По словам исследователей, погодные условия, которые могут надолго сократить выработку энергии ветра и солнца, стали более частыми и серьезными.