Ученые создали материал увеличивающий мощность и срок службы солнечных панелей
Международная группа исследователей под руководством Университета науки и технологий имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии или KAUST (англ. King Abdullah University of Science and Technology), разработала новый композитный материал на основе акрилата, который улучшает производительность солнечных элементов. При применении к солнечным элементам, работающим в Саудовской Аравии в течение нескольких недель, материал значительно увеличил выходную мощность и срок службы, одновременно снизив количество электроэнергии, используемой элементами.
Солнечная энергия является ключевым направлением для зеленой экономики, так как солнечные элементы составляют более трех четвертей всех установок возобновляемой энергии. Однако обеспечение надежной и долговечной солнечной энергии представляет собой значительные проблемы.
Коммерческие солнечные панели преобразуют в электричество только около 20 процентов солнечного света, а остальное либо поглощается в виде тепла, либо отражается. Это тепло снижает производительность и сокращает срок службы панелей, что приводит к их более ранней замене. Таким образом, охлаждение солнечных панелей необходимо, но традиционные системы, такие как вентиляторы и насосы, требуют электричества. Альтернативой является пассивное охлаждение, которое не потребляет электроэнергию.
«Мы специализируемся на материалах, которые обеспечивают пассивное охлаждение. Эти материалы тонкие и могут быть размещены в требующих охлаждения системах, например, в теплицах и солнечных батареях, причем, без ущерба для производительности», — сказал профессор университета KAUST Цяоцян Гань, который руководил исследованием.
В новом исследовании, проведенном Центром передового опыта в области возобновляемой энергии и технологий хранения энергии KAUST, Ган и его коллеги разработали гигроскопичный композит из хлорида лития и полиакрилата натрия. Этот материал поглощает влагу из воздуха ночью и выделяет ее днем. Полиакрилат — недорогой полимер, и процесс его изготовления не требует использования вредных химикатов или специальных реагентов, в отличие от других гигроскопичных материалов, используемых для охлаждения. Это делает данный композит экономически более эффективным.
Работая в течение нескольких недель в саудовской пустыне, солнечные элементы с новым материалом были на 9,4 градуса холоднее, чем те, у которых не было этого материала. Они также показали увеличение выходной мощности более чем на 12% и увеличение срока службы более чем на 200%, при этом снизив стоимость выработки электроэнергии почти на 20%.
Помимо Саудовской Аравии, эксперименты также проводились в прохладных местах материковой части США в условиях дождя, чтобы доказать, что технология пассивного охлаждения работает в любых условиях.
«Эта работа — прекрасный пример объединения различных экспертных знаний. Мы протестировали новую технологию охлаждения на самых эффективных солнечных элементах в различных условиях и в каждом случае увидели превосходные результаты», - сказал профессор университета KAUST Стефан Де Вольф,
