Исследователи из Саудовской Аравии разработали гелевое покрытие, которое охлаждает солнечные панели и, таким образом, продлевает срок их службы и увеличивает выработку электроэнергии.
Менее 25% солнечной энергии, поглощаемой фотоэлектрическими панелями, преобразуется в электричество. Остальная часть превращается в тепло, что повышает температуру панелей и снижает их эффективность. Хотя для активного охлаждения панелей можно использовать воду или воздух, эти методы требуют сложных конструкций и дополнительных затрат электроэнергии. Хорошей альтернативой могут стать пассивные технологии при условии увеличения их эффективности.
Команда под руководством Пэн Вана из Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (Саудовская Аравия) и Гонконгского политехнического университета (Китай) разработала гидрогель, нанесение которого на обратную сторону солнечной панели увеличивает выработку электроэнергии на 13–19% за счет снижения температуры устройства. Гидрогель представляет собой композитный материал на основе полиакрилата натрия, доступного по цене полимера, и хлорида лития, который является хорошим сорбентом воды. Нанесенный на панель гель вечером и ночью захватывает из воздуха влагу и удерживает ее в себе. Днем, когда панель нагревается на солнце, вода начинает испаряться, охлаждая тем самым тыльную сторону оборудования.
При тестировании нового материала в лабораторных условиях ученые обнаружили, что обработанные гелем солнечные элементы были на 16,9 градусов по Фаренгейту (8,4°С) холоднее, чем те, которые не имели его. Также было замечено, что они вырабатывают на 12% больше энергии, срок их службы увеличился более чем на 200%, а затраты на производство электроэнергии снизились почти на 20%. На следующем этапе гидрогель прошел проверку в условиях реальных солнечных станций в Саудовской Аравии и в некоторых самых прохладных и влажных частях материковой части США, чтобы продемонстрировать, что пассивная система охлаждения эффективно работает в различных условиях окружающей среды. «Производительность оставалась практически такой же спустя неделю, а гель регенерировался ежедневно», — говорит Ван. Но он отмечает, что необходимы более длительные исследования: «Если текущий материал не прослужит хотя бы два года, нам придется работать над другим».
Команда исследователей утверждает, что материал дешев в производстве, а его применение на обратной стороне панели оставляет возможность для комбинирования с другими технологиями для дальнейшего повышения производительности фотоэлектрического оборудования.
