Якщо ви зазирали до нашої рубрики про сонячну енергетику, то знаєте, що ця технологія має досить суттєвий недолік. Попри свою автономність і відносну екологічність, сонячні електростанції кепсько працюють за перегрівання, що в деяких куточках планети майже норма.

Сьогодні понад 3% від світового попиту на електроенергію забезпечує саме енергія сонця, а це – 550 ГВт потужності. До 2040 року очікується зростання частки сонячної електроенергії вп’ятеро.

Світові виробники використовують кремній для виготовлення сонячних панелей, але його ККД ледве сягає 25% від тієї енергії Сонця, що потрапляє до них. Інша частина фотонів перетворюється на тепло, що може нагрівати панелі до 40°C. Зауважимо, що після температури, вищої за 25°C, із кожним додатковим градусом ефективність панелі знижується. З огляду на масштаби сучасних сонячних ферм, навіть кілька відсотків додаткового ККД стануть добрячим економічним благом.

Отже, дослідники університету Хуажон довели, що цього можливо досягнути завдяки системам водяного охолодження. Звісно, такі системи вже давно існують на ринку, проте вимагають неабиякої інфраструктури навколо: від резервуарів та джерела води до водопроводу та помпи.

Для розв’язання проблеми науковці побудували прототип пристрою для збору атмосферної води. Матеріали, що можуть поглинати водяну пару і конденсувати її у рідку воду — найголовніші елементи технології. Одним із таких матеріалів є гідрогель, що активно поглинає водяну пару вночі, коли повітря прохолодне, а вологість підвищена. Він складається із вуглецевих нанотрубок у полімерах, які допомагають парі конденсуватися у рідкі краплі, що утримуються всередині. Коли настає ранок, а температура підвищується, гідрогель починає виділяти пару. Але якщо його покрити пластиком, випущена пара конденсується назад у рідкий стан і стікає у резервуар.

Візуалізація процесу  синтезу гідрогелю.

Цю технологію дослідники вирішили застосувати для охолодження сонячних батарей. Для цього вони притиснули сантиметровий лист гідрогелю знизу до панелі. За розрахунками, протягом дня гель відводитиме тепло від панелі, випаровуючи нічну воду із нижньої частини. Ці випари охолоджуватимуть панель подібно до того, як піт із нашої шкіри охолоджує тіло на вулиці.

Виявилося, що, залежно від середовища, потрібна різна кількість гідрогелю — у пустелі на 1 м2 панелей треба кілограм гідрогелю, а от ділянка із 80% вологістю потребує втричі менше. У будь-якому разі, результат на батареї — температура панелей впала на 10°C і збільшила ККД у середньому на 17%. Як кажуть дослідники, на відкритому повітрі вітер підсилює охолоджувальний ефект. А отже, нам не доведеться довго чекати на розвиток сонячної енергетики.

Порівняльна схема продуктивності із гідрогелем (синє) та без (червоне).

Підтримайте Токар
50 грн.

10% середньостатистичної статті,
або ж пів дня роботи нашого сервера

Підтримати
Ось вона, нагода стати причетним до розвитку незалежних медіа!
Коменти
Олександр Белченко

А чому не написали, яке напилення на панелях? Це класичний кремній чи якась нова технологія? Та й сумніваюся, що ККД таких модулів буде високим. Краще вже повісити сонячні панелі, як от тут sun-energy.com.ua , на фасаді, так точно буде ефективніше.