Pagrindiniai pasiėmimai
- Dulkių kaupimasis gali sumažinti saulės baterijų efektyvumą.
- Vanduo yra per brangus išteklius, kad saulės kolektoriai būtų be dulkių.
-
Tyrėjai sukūrė mechanizmą, kuris naudoja elektros krūvius, kad dulkės nušoktų nuo plokščių.
Dėl gausios saulės šviesos ir žemės dykumos idealiai tinka įrengti saulės baterijas, tačiau jose taip pat daug dulkių, todėl sumažėja jų efektyvumas. Mums reikia naujo būdo, kaip apsaugoti saulės baterijas nuo dulkių.
Vanduo atlieka svarbų vaidmenį išlaikant plokštes nuo dulkių, tačiau tai vertingas išteklius, kurį geriau panaudoti kitur. Ieškodami geresnių alternatyvų, MIT mokslininkai sukūrė naują saulės kolektorių valymo metodą, kuris naudoja elektros krūvius, kad atstumtų dulkių daleles, todėl jos iš esmės nušoks nuo plokščių.
„Tyrimo dokumentas yra naudingas siekiant tolesnės pažangos sprendžiant PV (fotovoltinių) nešvarumų problemą“, – „Lifewire“el. paštu sakė Matthew Mulleris, Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) PV efektyvumo ir patikimumo grupės inžinierius.. "Straipsnis yra gerai parašytas, yra naudingas žingsnis ilgalaikiame darbe, siekiant pašalinti PV nešvarumus, todėl kai kurie aprašyti eksperimentai yra labai naudingi bendruomenei."
Įkandkite dulkes
Savo darbe MIT absolventas Sreedathas Panatas ir mechanikos inžinerijos profesorius Kripa Varanasi cituoja prognozes, kad saulės energija sudarys 10 procentų pasaulinės elektros energijos gamybos iki 2030 m.
Jie teigia, kad nepaisant naujausių PV technologijos patobulinimų, padedančių pagerinti saulės baterijų efektyvumą, dulkių kaupimasis yra vienas didžiausių pramonės iššūkių.
Dulkės, aiškina Mulleris, dėl gravitacinių ir kitų nusodinimo metodų patenka ant saulės kolektorių. Tuomet dulkių dalelės blokuoja šviesos perdavimą į saulės elementą, todėl sumažina galią tam tikram išoriniam spinduliavimui. Matome, kad JAV nuostoliai dėl fotovoltinės nešvarumų svyruoja nuo 0–7 %, o 7 % nuostoliai yra dulkėtuose pietvakarių regionuose“, – paaiškino Mulleris.
Be to, mokslininkai teigia, kad atšiaurioje aplinkoje, pavyzdžiui, dykumos viduryje, dulkės susikaupia beveik 1 g/m2 per dieną ir, jei jos nevalomos, gali susikaupti iki 3 mg/cm2. mėnesį. Kalbant apie tai perspektyvoje, 5 mg/cm2 dulkių susikaupimas atitinka beveik 50 procentų galios praradimą, dalijasi mokslininkai. Vertinant tai pinigine išraiška, jie sako, kad vidutinis 3–4 procentų energijos praradimas pasauliniu mastu prilygsta 3 USD ekonominiam nuostoliui.3–5,5 mlrd. USD.
Nenuostabu, kad saulės kolektorių valymui išleidžiami didžiuliai resursai, kartais net kelis kartus per mėnesį, priklausomai nuo nešvarumo sunkumo.
Dažniausiai paplitęs valymo būdas yra suslėgto vandens srove ir purškalai, kurie, tyrėjų vertinimu, gali sudaryti iki 10 procentų saulės energijos ūkių eksploatavimo ir priežiūros išlaidų.
Kiti mokslininkai apskaičiavo, kad saulės elektrinės 100 MW pagamintos elektros energijos per metus sunaudoja maždaug nuo vieno iki penkių milijonų galonų vandens valymui. Padidinus, tai reiškia iki 10 milijardų galonų vandens, skirto saulės kolektorių valymo reikmėms, ir apskaičiuota, kad to pakaks iki 2 milijonų žmonių metiniams vandens poreikiams patenkinti.
Švarus pabėgimas?
Sausasis šveitimas yra viena iš vandens pagrindo valymo alternatyvų, tačiau tai nėra tokia efektyvi, todėl kyla pavojus subraižyti plokštes ir negrįžtamai sumažėti jų efektyvumas.
Elektrostatinis saulės kolektorių valymas, kai nenaudojamas vanduo ir nekyla kontaktinio šveitimo pavojaus, pasirodė kaip įdomi alternatyva. Elektrodinaminiai ekranai (EDS) yra populiariausios elektrostatinės dulkių šalinimo sistemos, kurios naudojamos marsaeigiuose, pažymi Mulleris.
Tačiau mokslininkai teigia, kad diegiant EDS saulės kolektoriuose Žemėje yra keletas iššūkių, pvz., drėgmės įsiskverbimas ir kaupimasis, dėl kurio galiausiai gali atsirasti elektrodų trumpasis jungimas.
Jų siūlomas mechanizmas remiasi esamu elektrostatiniu valymo metodu ir naudoja elektros krūvius, kad dulkių dalelės atsiskirtų ir nušoktų nuo plokščių paviršiaus. Sistema gali būti valdoma automatiškai naudojant paprastą elektros variklį ir kreipiamuosius bėgius palei skydo šoną.
Technologija yra įdomi, tačiau ji yra tik tyrimų lygmeniu, todėl toli nuo komercinės perspektyvos, primena Mulleris. Be to, jis priduria, kad mokslininkai atliko bandymus su kelių dulkėmis, o tai yra idealus atvejis.
„Realiame pasaulyje dirvožemis gali būti daug sudėtingesnis… ir todėl įrenginys gali neveikti įvairiose aplinkose.“
