211service.com
Selvrensende solpaneler
Et af de bedste steder at placere et solpanel er i ørkenen, hvor det er solskin. Men ørkener er også støvede, hvilket betyder, at panelerne skal vaskes ofte, så støvet ikke forhindrer dem i at fange sollys. Ny teknologi kan give en løsning – ved at lade solpaneler rense sig selv.
Ørkenstorm: Støvskyer som denne i Den Persiske Golf kan reducere solenergiproduktionen, hvis der samler sig støv på panelerne. Ny teknologi, der renser støvet af, kan måske hjælpe.
Teknologien blev udviklet til fremtidige rover-missioner til Mars, men den kunne fungere her på Jorden for at holde solpaneler i drift med maksimal kapacitet. Den bruger elektrostatisk ladning til at afvise støv og tvinge det til kanterne af panelerne. Det kan fjerne 90 procent af støvet på et solpanel i en to-minutters cyklus, siger Malay Mazumder , en forskningsprofessor ved Boston University, der ledede arbejdet. Teknologien blev beskrevet i denne uge på mødet i American Chemical Society i Boston.
Støv, der samler sig på solpaneler og blokerer for lyset, kan lamme rovers på månen eller Mars. Spirit og Opportunity Mars-roverne varede længere end forventet, fordi lejlighedsvise vindstød har fjernet deres paneler. Men vi er måske ikke heldige hele tiden, siger Rao Surampudi, en projektmonitor ved NASAs Jet Propulsion Laboratory. Faktisk havde Mars Pathfinder-rovermissionen i 1990'erne ikke gavn af sådanne vinde.
Støv har også forvirret solcelleanlæg på Jorden. For eksempel har støvstorme skåret strømproduktionen ned med 40 procent på et stort 10 megawatt solkraftværk i De Forenede Arabiske Emirater. Vask af panelerne kan være tidskrævende eller kræve kostbar automatisering – og det kræver meget vand, en værdifuld ressource i ørkenen. Med denne nye teknologi kan solpaneler rengøres automatisk uden vand eller arbejde, siger Mazumder.
Systemet udnytter det faktum, at de fleste støvpartikler, især i tørre omgivelser, har en elektrisk ladning. Et gennemsigtigt elektrodemateriale såsom indiumtinoxid leverer en vekselstrøm til panelets øverste overflade. Når det svinger mellem at være positivt og negativt ladet, skaber det et elektrisk felt, der frastøder positivt og negativt ladede partikler. Det elektriske felt hjælper også med at give en ladning til uladede støvpartikler, så de hurtigt kan afvises, når de kommer i kontakt med panelet. Forskerne har designet systemet, så det elektriske felt arbejder sig fra den ene side af solpanelet til den anden og gradvist flytter støvet med, indtil det falder af.
Systemet bruger ikke meget energi – den elektriske strøm er lille, og den skal typisk kun være tændt mellem to og fem minutter om dagen, siger Mazumder. Systemet kunne inkludere en sensor til at bestemme, hvornår panelet trængte til rengøring. Teknologien virker ikke, hvis støvet bliver vådt og mudret, så det bør udløses for at fjerne støv, før det regner, siger Mazumder.
Mazumders teknologi er en af to tilgange, NASA har finansieret til at rense solpaneler. Den anden vibrerer hele panelet for at ryste støv løs. Det er stadig ikke klart, hvad der vil vise sig at være mere praktisk til rummissioner, siger Surampudi, der overvågede forskningen i begge støvrensningsteknikker. At bruge vibrationer er enklere og kræver færre modifikationer af solpanelet, siger han. Men det fjerner ikke fine partikler så godt som den elektriske felttilgang. Til jordbaserede applikationer vil Mazumders teknologi skulle konkurrere med andre potentielle tilgange til at rense solceller uden brug af vand, såsom at blæse luft på dem eller tilføje et nonstick-lag.
Den elektriske feltteknologi kan vise sig at være enkel at producere, siger Mazumder, fordi mange solcelleproducenter allerede har udstyr til at afsætte gennemsigtige elektroder, som ville generere de elektriske felter, på paneler. Han siger, at næste skridt er at afgøre, om det vil være muligt at opfylde forskernes mål om at holde produktionsomkostningerne under omkring 1 procent af de samlede omkostninger til solpanelet. Men værdien af systemet vil afhænge af, hvor støvede solpaneler bliver forskellige steder. Konventionel vask med vand, for eksempel, fungerer godt nok til en stor samling af tagsolpanelsystemer, der drives af Southern California Edison, siger forsyningsselskabet.