Keeawayt
- Pölyn kerääntyminen voi heikentää aurinkopaneelien tehokkuutta.
- Vesi on liian arvokas resurssi aurinkopaneelien pitämiseen pölyttömänä.
-
Tutkijat ovat kehittäneet mekanismin, joka käyttää sähkövarauksia saamaan pölyn hyppäämään pois paneeleista.
Rikka auringonvalo ja maa tekevät aavioista ihanteellisia aurinkopaneelien asentamiseen, mutta niissä on myös runsaasti pölyä, mikä heikentää niiden tehokkuutta. Tarvitsemme uuden tavan pitää aurinkopaneelit pölyttöminä.
Vedellä on tärkeä rooli paneelien pitämisessä pölyttömänä, mutta se on arvokas resurssi, jota hyödynnetään paremmin muualla. Etsiessään parempia vaihtoehtoja MIT-tutkijat ovat kehittäneet uuden aurinkopaneelien puhdistusmenetelmän, joka käyttää sähkövarauksia hylkimään pölyhiukkasia, mikä käytännössä saa ne hyppäämään pois paneeleista.
"Tutkimuspaperi on hyödyllinen jatkuvalle edistymiselle PV (valosähkö) likaantumiseen liittyvässä ongelmassa", Matthew Muller, insinööri PV Performance and Reliability Groupista National Renewable Energy Laboratoryssa (NREL), kertoi Lifewirelle sähköpostitse.. "Esikirja on hyvin kirjoitettu, se on hyödyllinen askel pitkällä aikavälillä PV-likaantumiseen tähtäävässä työssä, ja siksi jotkin kuvatuista kokeista ovat erittäin hyödyllisiä yhteisölle."
Bite the Dust
MIT:n jatko-opiskelija Sreedath Panat ja konetekniikan professori Kripa Varanasi mainitsevat paperissaan ennusteita, joiden mukaan aurinkoenergian osuus maailmanlaajuisesta sähköntuotannosta on 10 prosenttia vuoteen 2030 mennessä.
He väittävät, että huolimatta viimeaikaisista aurinkopaneelien tehokkuutta parantavista aurinkosähköteknologian parannuksista, pölyn kerääntyminen on yksi alan suurimmista toiminnallisista haasteista.
Pöly, Muller selittää, laskeutuu aurinkopaneeliin painovoiman ja muiden laskeutumismenetelmien vuoksi. Pölyhiukkaset estävät sitten valon siirtymisen aurinkokennoon ja aiheuttavat siten tehon alenemisen tietylle ulkoiselle säteilylle. Näemme aurinkosähkön likaantumisesta johtuvat häviöt Yhdysvalloissa 0-7 %:n välillä, kun taas 7 % häviöt ovat pölyisillä lounaisalueilla”, Muller selitti.
Lisäksi tutkijat toteavat, että ankarissa ympäristöissä, kuten aavikon keskellä, pölyä kerääntyy noin 1 g/m2 päivässä, ja jos sitä ei puhdisteta, se voi kerääntyä alle 3 mg/cm2. kuukausi. Tarkasteltaessa asiaa voidaan todeta, että pölyn kerääntyminen 5 mg/cm2 vastaa lähes 50 prosentin tehon menetystä, kertovat tutkijat. Rahallisesti ilmaistuna he sanovat, että keskimääräinen 3-4 prosentin tehohäviö maailmanlaajuisesti merkitsee 3 dollarin taloudellista menetystä.3–5,5 miljardia dollaria.
Ei siis ole yllätys, että aurinkopaneelien puhdistamiseen kuluu v altavia määriä resursseja, joskus jopa useita kertoja kuukaudessa likaisuuden vakavuudesta riippuen.
Yleisin puhdistusmenetelmä on painevesisuihkujen ja -suihkujen käyttö, mikä voi tutkijoiden mukaan muodostaa jopa 10 prosenttia aurinkovoimaloiden käyttö- ja ylläpitokustannuksista.
Muut tutkijat ovat laskeneet, että aurinkovoimalat kuluttavat noin yhdestä viiteen miljoonaan gallonaan vettä puhdistukseen 100 MW tuotettua sähköä kohti vuodessa. Mitoitettuna se tarkoittaa jopa 10 miljardia gallonaa vettä aurinkopaneelien puhdistukseen, minkä arvioidaan riittävän tyydyttämään jopa 2 miljoonan ihmisen vuotuisen vedentarpeen.
Puhdas pako?
Kuivakuoraus on yksi vaihtoehto vesipohjaiselle puhdistukselle, mutta se ei ole yhtä tehokasta ja saattaa naarmuttaa paneeleja ja heikentää niiden tehoa peruuttamattomasti.
Sähköstaattinen aurinkopaneelien puhdistus, jossa ei käytetä vettä eikä koske kosketushankauksen riskejä, on noussut jännittäväksi vaihtoehdoksi. Elektrodynaamiset näytöt (EDS) ovat suosituimpia sähköstaattisia pölynpoistojärjestelmiä, ja niitä käytetään Mars-kulkijoissa, Muller huomauttaa.
Tutkijat väittävät kuitenkin, että EDS:n käyttöönotossa maan päällä olevissa aurinkopaneeleissa on useita haasteita, kuten kosteuden tunkeutuminen ja kerääntyminen, mikä voi lopulta johtaa elektrodien sähköiseen oikosulkuun.
Heidän ehdotettu mekanismi rakentuu olemassa olevan sähköstaattisen puhdistusmenetelmän päälle ja käyttää sähkövarauksia pölyhiukkasten irtoamiseen ja hyppäämiseen paneelien pinnasta. Järjestelmää voidaan käyttää automaattisesti käyttämällä yksinkertaista sähkömoottoria ja ohjauskiskoja paneelin sivulla.
Teknologia on jännittävää, mutta se on vain tutkimustasolla ja siksi kaukana kaupallisesta kannattavuudesta, Muller muistuttaa. Lisäksi hän lisää, että tutkijat tekivät testejä tiepölyllä, mikä on ihanteellinen tapaus.
"Reaalimaailmassa maaperä voi olla paljon monimutkaisempaa… ja siksi laite ei välttämättä toimi useissa ympäristöissä."
