Key Takeaways
- Akumulacija prašine može smanjiti efikasnost solarnih panela.
- Voda je previše dragocjen resurs za održavanje solarnih panela bez prašine.
-
Istraživači su osmislili mehanizam koji koristi električne naboje kako bi prašina skočila sa panela.
Obilna sunčeva svjetlost i zemlja čine pustinje idealnim za postavljanje solarnih panela, ali imaju i dosta prašine, što smanjuje njihovu efikasnost. Potreban nam je novi način da zaštitimo solarne panele od prašine.
Voda igra važnu ulogu u održavanju panela bez prašine, ali je dragocjen resurs koji je bolje iskoristiti na drugim mjestima. U potrazi za boljim alternativama, istraživači MIT-a osmislili su novu metodu čišćenja solarnih panela koja koristi električne naboje da odbije čestice prašine, što ih u suštini tjera da skaču s panela.
“Istraživački rad je koristan za kontinuirani napredak u problemu zaprljanja fotonaponskih (fotonaponskih) zaprljanja,” rekao je za Lifewire putem e-pošte Matthew Muller, inženjer u Grupi za PV performanse i pouzdanost u Nacionalnoj laboratoriji za obnovljivu energiju (NREL).. “Rad je dobro napisan, koristan je korak u dugoročnom radu na rješavanju problema PV zaprljanja, i stoga su neki od opisanih eksperimenata vrlo korisni za zajednicu.”
Bite the Dust
U svom radu, diplomirani student MIT-a Sreedath Panat i profesor mašinstva Kripa Varanasi navode projekcije koje procjenjuju da će solarna energija iznositi 10 posto globalne proizvodnje električne energije do 2030.
Oni tvrde da, uprkos nedavnim poboljšanjima u fotonaponskoj tehnologiji koja pomažu poboljšanju efikasnosti solarnih panela, nakupljanje prašine predstavlja jedan od najvećih operativnih izazova za industriju.
Prašina, objašnjava Muller, slijeće na solarni panel zbog gravitacije i drugih metoda taloženja. “Čestice prašine tada blokiraju prijenos svjetlosti u solarnu ćeliju, uzrokujući smanjenje snage za dato vanjsko zračenje. Vidimo gubitke zbog zaprljanja PV-a u SAD-u u rasponu od 0-7% gdje je 7% gubitaka za prašnjave regije na jugozapadu,” objasnio je Muller.
Štaviše, istraživači navode da se u teškim okruženjima kao što je usred pustinje, prašina akumulira brzinom blizu 1 g/m2 dnevno i, ako se ne očisti, može se nakupiti do 3 mg/cm2 ispod mjesec dana. Da se to stavi u perspektivu, akumulacija prašine od 5 mg/cm2 odgovara skoro 50 posto gubitka u izlaznoj snazi, dijele istraživači. Da to izrazimo u monetarnom smislu, kažu da prosječan gubitak energije od 3-4 posto na globalnoj razini predstavlja ekonomski gubitak od 3 dolara.3 do 5,5 milijardi dolara.
Ne iznenađuje, dakle, da se ogromne količine resursa troše na čišćenje solarnih panela, ponekad čak i nekoliko puta mjesečno, u zavisnosti od ozbiljnosti uslova zaprljanja.
Najčešća metoda čišćenja je korištenje vodenih mlaznica i sprejeva pod pritiskom, za koje istraživači procjenjuju da mogu doprinijeti do 10 posto troškova rada i održavanja solarnih farmi.
Drugi istraživači su izračunali da solarne elektrane troše oko jedan do pet miliona galona vode za čišćenje na 100 MW proizvedene električne energije godišnje. Povećano, to znači do 10 milijardi galona vode za potrebe čišćenja solarnih panela, što se procjenjuje da je dovoljno da zadovolji godišnje potrebe za vodom do 2 miliona ljudi.
Clean Getaway?
Suho ribanje je jedna od alternativa čišćenju na bazi vode, ali ovo nije tako efikasno i dovodi do rizika od grebanja panela i izazivanja nepovratnog smanjenja njihove efikasnosti.
Elektrostatičko čišćenje solarnih panela, koje ne koristi vodu, niti ima rizik od kontaktnog ribanja, pojavilo se kao uzbudljiva alternativa. Elektrodinamički ekrani (EDS) su najpopularniji elektrostatički sistemi za uklanjanje prašine, koji se koriste na Mars roveru, ističe Muller.
Međutim, istraživači tvrde da postoji nekoliko izazova za implementaciju EDS-a u solarne panele na Zemlji, kao što je prodor i akumulacija vlage, što bi na kraju moglo dovesti do električnog kratkog spoja elektroda.
Njihov predloženi mehanizam nadovezuje se na postojeću metodu elektrostatičkog čišćenja i koristi električne naboje kako bi se čestice prašine odvojile i iskočile s površine panela. Sistemom se može upravljati automatski pomoću jednostavnog elektromotora i vodilica duž bočne strane panela.
Tehnologija je uzbudljiva, ali je samo na istraživačkom nivou i stoga je daleko od toga da bude komercijalno održiva, podsjeća Muller. Nadalje, dodaje da su istraživači proveli testove sa cestovnom prašinom, što je idealan slučaj.
“U [stvarnom] svijetu, tlo može biti mnogo složenije… i stoga uređaj možda neće raditi u brojnim okruženjima.”
