Samoczyszczące ogniwa słoneczne

Elektrownie słoneczne, ustawiane zwykle na obszarach pustynnych i w okolicach miast, wymagają regularnego czyszczenia paneli pokrywanych pyłem i kurzem. Nowa technologia elektrostatycznego czyszczenia ma rozwiązać ten problem - informuje portal technologiczny Technology Review.

Elektrostatyczne oczyszczanie, które usuwa kurz i wymusza zatrzymywanie go na krawędziach paneli słonecznych, może usunąć 90 proc. kurzu z panelu w dwuminutowym cyklu czyszczenia - twierdzi profesor Malay Mazumder z Boston Univeristy, który kierował zespołem badawczym. Technologia ta została przedstawiona na spotkaniu American Chemical Society w Bostonie.

Pył często uszkadza instalacje słoneczne na Ziemi. Dla przykładu, burze piaskowe zmniejszają produkcję energii w wielkiej 10 megawatowej elektrowni słonecznej w Eimratach Arabskich o ponad 40 proc. Mycie paneli pochłania czas lub wymaga kosztownej automatyki i zużywa wiele wody, cennego surowca na pustyni. Jak twierdzi Mazumder nowa technologia spowoduje, iż panele słoneczne będą czyszczone bez użycia wody czy pracy ludzkiej.

System opiera się na fakcie, że większość drobinek kurzu, zwłaszcza w suchym środowisku, posiada własny ładunek elektryczny. Przezroczysta elektroda z tlenku cynowo-indowego wprowadza odmienny rodzaj ładunku na górną powierzchnię panelu. Pomiędzy biegunami dodatnimi i ujemnymi, tworzy się pole elektryczne, które odrzuca negatywnie i pozytywnie naładowane cząsteczki. Pole to też ładuje nienaładowane cząsteczki kurzu, co sprawia, że przy kontakcie z panelem są one szybko odrzucane. Naukowcy zbudowali system tak, aby pole elektryczne działało od jednej strony panelu do drugiej, przesuwając pył zanim spadnie na panel.

System ten nie potrzebuje wiele energii - zużycie prądu elektrycznego jest niewielkie i potrzeba jego działania jedynie w czasie jednej do dwóch minut dziennie - twierdzi Mazumder. Technologia nie działa jednak, jeśli pył jest mokry lub gliniasty, stąd trzeba usuwać pył zanim spadnie deszcz - dodaje.

Technologia przez niego wymyślona jest jedną z dwóch, które NASA przeznaczyła do oczyszczania paneli słonecznych. Druga wprowadza w wibracje cały panel i strząsa przez to pył i kurz. Nie jest jasne, czy będzie to praktyczne w misjach kosmicznych, twierdzi Surampudi, który uczestniczył w przygotowywaniu obu technik oczyszczania z kurzu. Technika wibracyjna jest prostsza i wymaga kilku zmian w panelu, ale nie usuwa dużych cząsteczek tak dobrze jak pole elektryczne - zauważa. W ziemskich zastosowaniach technologia Mazumdera może rywalizować z innymi sposobami oczyszczania paneli słonecznych bez użycia wody, jak oczyszczanie poprzez przepływ powietrza czy dodanie warstwy, z którą pył nie może uzyskać kontaktu.

Technologia pola elektrycznego jest prosta w produkcji, bowiem większość producentów paneli słonecznych posiada sprzęt do rozmieszczania przezroczystych elektrod, które mogą generować takie pola - zauważa Mazumder. Następnym krokiem, według niego, będzie wytwarzanie takich rozwiązań na poziomie 1 proc. kosztu całego panelu słonecznego. Jednak wartość tego systemu będzie widoczna jeśli zakurzone panele znajdą się w różnych lokalizacjach - dla przykładu operator paneli dachowych Southern California Edison twierdzi, że w ich przypadku dla oczyszczenia wystarczy zwykłe umycie.