Ključni podaci za van
- Nakupljanje prašine može smanjiti učinkovitost solarnih panela.
- Voda je previše dragocjen resurs za održavanje solarnih panela bez prašine.
-
Istraživači su osmislili mehanizam koji koristi električne naboje kako bi natjerao prašinu da skoči s ploča.
Obilna sunčeva svjetlost i zemlja čine pustinje idealnim za postavljanje solarnih panela, ali imaju i puno prašine, što smanjuje njihovu učinkovitost. Trebamo novi način da solarne panele zaštitimo od prašine.
Voda igra važnu ulogu u održavanju ploča bez prašine, ali to je dragocjen resurs koji je bolje iskoristiti negdje drugdje. U potrazi za boljim alternativama, istraživači s MIT-a osmislili su novu metodu čišćenja solarnih ploča koja koristi električne naboje za odbijanje čestica prašine, tjerajući ih da skaču s ploča.
"Istraživački rad je koristan za nastavak napretka u problemu PV (fotonaponskog) zaprljanja," Matthew Muller, inženjer u PV Performance and Reliability Group pri Nacionalnom laboratoriju za obnovljivu energiju (NREL), rekao je za Lifewire putem e-pošte. "Papir je dobro napisan, koristan je korak u dugoročnom radu na rješavanju PV zaprljanja i stoga su neki od opisanih eksperimenata vrlo korisni zajednici."
Zagrizi prašinu
U svom radu, student MIT-a Sreedath Panat i profesor strojarstva Kripa Varanasi navode projekcije koje procjenjuju da će solarna energija iznositi 10 posto globalne proizvodnje električne energije do 2030.
Tvrde da je unatoč nedavnim poboljšanjima u PV tehnologiji za poboljšanje učinkovitosti solarnih panela, nakupljanje prašine jedan od najvećih operativnih izazova za industriju.
Prašina, objašnjava Muller, pada na solarnu ploču zbog gravitacijskih i drugih metoda taloženja. “Čestice prašine tada blokiraju prijenos svjetlosti u solarnu ćeliju, uzrokujući tako smanjenje snage za određeno vanjsko zračenje. Vidimo gubitke od PV zaprljanja u SAD-u u rasponu od 0-7%, gdje je 7% gubitaka za prašnjava područja na jugozapadu,” objasnio je Muller.
Nadalje, istraživači navode da se u surovim okruženjima kao što je usred pustinje, prašina nakuplja u količini od blizu 1 g/m2 dnevno i, ako se ne očisti, može se nakupiti do 3 mg/cm2 ispod mjesec. Da to stavimo u perspektivu, nakupljanje prašine od 5 mg/cm2 odgovara gotovo 50-postotnom gubitku izlazne snage, dijele istraživači. Da to izrazimo u novčanom smislu, kažu da prosječni gubitak energije od 3-4 posto na globalnoj razini predstavlja ekonomski gubitak od 3 USD.3 do 5,5 milijardi dolara.
Ne čudi stoga da se goleme količine resursa troše na čišćenje solarnih ploča, ponekad čak i nekoliko puta mjesečno, ovisno o ozbiljnosti uvjeta zaprljanosti.
Najčešća metoda čišćenja je korištenje vodenih mlaznica i sprejeva pod pritiskom, za koje istraživači procjenjuju da mogu pridonijeti do 10 posto troškova rada i održavanja solarnih farmi.
Drugi istraživači su izračunali da solarne elektrane godišnje troše oko jedan do pet milijuna galona vode za čišćenje na 100 MW proizvedene električne energije. Skalirano, to znači do 10 milijardi galona vode za čišćenje solarnih panela, što se procjenjuje kao dovoljno da zadovolji godišnje potrebe za vodom do 2 milijuna ljudi.
Čist bijeg?
Suho ribanje jedna je alternativa čišćenju na bazi vode, ali nije tako učinkovito i postoji opasnost od grebanja ploča i nepovratnog smanjenja njihove učinkovitosti.
Elektrostatsko čišćenje solarnih panela, koje ne koristi vodu, niti ima rizike od kontaktnog ribanja, pojavilo se kao uzbudljiva alternativa. Elektrodinamički zasloni (EDS) najpopularniji su elektrostatički sustavi za uklanjanje prašine, a koriste se na marsohodu, ističe Muller.
Međutim, istraživači tvrde da postoji nekoliko izazova za implementaciju EDS-a u solarne ploče na Zemlji, kao što je prodor vlage i nakupljanje, što bi na kraju moglo dovesti do električnog kratkog spoja elektroda.
Njihov predloženi mehanizam nadograđuje se na postojeću elektrostatičku metodu čišćenja i koristi električne naboje kako bi uzrokovao odvajanje čestica prašine i iskakanje s površine ploča. Sustavom se može upravljati automatski pomoću jednostavnog elektromotora i vodilica uz bočnu stranu ploče.
Tehnologija je uzbudljiva, ali samo je na istraživačkoj razini i stoga je daleko od komercijalne održivosti, podsjeća Muller. Nadalje, dodaje da su istraživači proveli testove s cestovnom prašinom, što je idealan slučaj.
"U [stvarnom] svijetu, tlo može biti mnogo složenije… i stoga uređaj možda neće raditi u brojnim okruženjima."
