Сонячні панелі можна не викидати: прозора плівка робить їхню роботу кращою (фото)
Дослідники з Гонконгу розробили недороге гідрогелеве покриття, яке охолоджує зони перегріву сонячних панелей і збільшує вихідну потужність, покращуючи їхню загальну продуктивність і надійність.
Покриття має застосовуватися в зонах перегріву — зонах з непропорційно високим рівнем локального нагріву в окремому сонячному осередку або його частині порівняно з навколишніми осередками. Перегрів є однією з найпоширеніших проблем у фотоелектричних станцій, пише interestingengineering.com.
Зони перегріву можуть не тільки знижувати вихідну потужність, а й призводити до виходу модуля з ладу, довгострокової деградації і навіть до загоряння. Дослідження показують, що такі зони є причиною 22% відмов сонячних модулів всього за 3 роки експлуатації.
Покриття було розроблено в Гонконгському політехнічному університеті (PolyU).
Вирішення проблеми перегріву сонячних панелей
За даними дослідницької групи PolyU, застосування охолоджувального шару на основі гідрогелю до сонячних панелей може знизити температуру в зонах перегріву до 16 градусів за Цельсієм.
Це зниження призвело до збільшення вихідної потужності на цілих 13% у лабораторних і системних випробуваннях. Технологія охолодження з використанням гідрогелю вирішує проблему перегріву без необхідності модифікації наявних схем. Крім того, це економічно вигідне і зручне у використанні рішення, що робить його придатним для міських умов. На прикладі Гонконгу і Сінгапуру команда прогнозує потенційне щорічне збільшення вироблення електроенергії на 6,5 і 7% відповідно.
При використанні в покрівельних і вбудованих у будівлі фотоелектричних системах (BIPV) очікується, що покриття дасть змогу компенсувати майже половину втрат потужності, зазвичай викликаних перегрівом. Очікувані терміни окупності вельми короткі — всього 2-5 років.
Підвищення надійності фотоелектричних систем
Перегрів — поширена проблема в сонячних установках. Дослідження, які вивчили понад 3,3 млн фотоелектричних панелей, засвідчили, що 36,5% з них мали теплові дефекти, при цьому середня температура порушених модулів перевищувала 21 градус за Цельсієм.
Ці підвищені температури прискорюють старіння матеріалу і втрати продуктивності. Вони також підривають довгострокову економічну доцільність сонячних енергетичних систем. Команда об'єднала природний полімер гідроксіетилцелюлозу з волокнистим матеріалом, який називається листовою бавовняною ниткою, у матриці гідрогелю.
Новий матеріал потенційно може компенсувати приблизно 50% втрат електроенергії, спричинених перегрівом у системах BIPV, демонструючи свій ключовий внесок у розвиток технологій сонячної енергії, допомогти подолати критичні проблеми, як-от розтріскування та усадка, що зазвичай вражають звичайні гідрогелі під час тривалого використання.
Традиційні гідрогелі можуть відчувати об'ємну усадку до 46% після тривалого використання, в той час як новинка значно знижує розтріскування і усадку, обмежуючи швидкість об'ємної усадки до 34%.
Тепер команда планує подальший розвиток підходу до випарного охолодження на основі гідрогелю для підтримки більш широкого впровадження нових фотоелектричних технологій.
Раніше ми писали, що квантові батареї зможуть працювати "вічність". Дослідники з національного наукового агентства Австралії CSIRO запропонували теоретичний підхід до живлення квантових комп'ютерів за допомогою особливих батарей.