Панели солнечных батарей будут очищаться от пыли самостоятельно. Без механического движения, без затрат воды.
Непыльная работа: Марсианские технологии

Лень вытереть пыль со стола? Удивляетесь, как быстро она скапливается на полках? Теперь представьте, какой проблемой является она для панелей солнечных батарей. Одна электростанция может иметь поверхность в десятки раз больше, чем футбольное поле — да еще они и устанавливаются обычно в жарких, сухих и пустынных регионах. Это не просто неприятно, это еще и существенно снижает их производительность.

Так что теперь нам понятно, отчего работа американских химиков во главе с Мэлайем Мазумдером (Malay Mazumder) привлекла довольно значительный интерес. Ученые придумали, как «научить» солнечные батареи очищаться самостоятельно — с использованием технологий, некогда созданных для миссий, которые должны работать на пыльном Марсе.

«Мы уверены, что наши самоочищающиеся материалы могут использоваться в регионах со значительными количествами пылевого загрязнения и существенно повысят отдачу от работы солнечных электростанций, — говорит Мазумдер. — Они одинаково легко применимы к фотоэлементам и в крупном, и в мелком масштабе — и не требуют ни механического движения, ни использования воды».

Современная солнечная энергетика растет просто поразительными темпами. За период с 2003 по 2008 г. ее использование увеличилось на 50%, а в будущем, по оценке специалистов, будет расти на 25% ежегодно. Масштабные солнечные электростанции уже работают в США, Испании, Германии, на Ближнем Востоке, в Австралии и Индии. Словом, в регионах с большим количеством солнца — и пыли.

«Слой пыли в одну седьмую унции (4 г — ПМ), — говорит Мазумдер, — на поверхности батареи площадью в квадратный ярд (0,8 кв. м — ПМ) снижает производительность на 40%. В Аризоне, к примеру, ежемесячно на панелях солнечных батарей оседает вчетверо больше. В Австралии, Индии и на Ближнем Востоке эти количества еще выше».

Изначально Мазумдер работал по заказу NASA, когда агентству потребовалось самоочищающееся покрытие для солнечных батарей марсоходов — на Красной планете, как известно, весьма пыльно и сухо. Именно для них ученый и создал первоначально эту технологию.

На солнечную панель наносится слой прозрачного пластика или стекла, а поверх — еще один слой прозрачного электропроводящего материала. Количество скопившейся на поверхности пыли оценивают специальные сенсоры. Как только оно достигает определенной критической величины, на верхний слой подается электрическое напряжение — причем подается волной, так, что пыль перемещается к границе поверхности, а затем и за ее пределы. По словам ученого, таким путем за 2 минуты удаляется около 90% пылевых частиц, а электричества требуется совсем немного, куда меньше, чем производит сама солнечная батарея.

Читайте также, почему самоочищение необходимо для получения не только электричества, но и питьевой воды — «Самоочищающаяся мембрана».

По публикации PhysOrg.Com