Специалисты из Массачусетского технологического института (MIT) придумали, как быстро и просто убирать пыль и песок с поверхности солнечных панелей, размещенных в пустыне. Все, что для этого нужно — статическое электричество.
Статическое электричество может сэкономить 10 миллиардов галлонов воды в год, которые уходят на очистку солнечных панелей от пыли
Доля крупнейших в мире солнечных ферм находится в пустынной местности — например, Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park в ОАЭ или Desert Sunlight Solar Farm в Калифорнии. Преимущества такого расположения очевидны — в этих регионах много солнца, а значит, фермы выгодно строить именно там. Однако обычно в пустынях очень пыльно, и на поверхность солнечных панелей быстро оседает песок и прочий мелкий мусор, который переносит ветер. Чтобы солнечная панель хорошо работала, на нее должен попадать максимум солнечного света, однако только за один месяц такая пыль может уменьшить ее эффективность на 40%.
Как чистят солнечные панели
Одним из наиболее распространенных способов удаления этой пыли является распыление большого количества дистиллированной воды на солнечные панели. По оценкам, каждый год на это уходит 10 миллиардов галлонов воды — процесс очень дорогой и ресурсозатратный (этого объема хватит, чтобы целый год обеспечивать водой миллион людей).
И чтобы решить эту проблему, американские ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый способ очистки солнечных панелей, который не требует использования воды.
Этот способ основан на использовании статического электричества. Обычно пыль не проводит электрический ток, однако все меняется, когда содержащаяся в воздухе влага как бы прикрепляется к поверхности частицы пыли – этот процесс называется адсорбция. Кроме того, тонкие стеклянные листы, которые покрывают солнечные панели, также не проводят электричество. Поэтому команда ученых в лабораторных условиях нанесла на прототип солнечной батареи 5-нанометровый слой прозрачного оксида цинка и алюминия.
Далее ученые взяли небольшую металлическую пластину и поместили ее над солнечной панелью - в результате получилось, что пыль и песок оказались между двумя проводниками. Затем исследователи пустили ток напряжением около 12 кВ. Это привело к тому, что солнечная панель с пылью на ней стали положительно зараженными, а металлическая пластина - отрицательно заряженной. И по мере движения пластины вдоль солнечной панели частицы песка и пыли рассеивались.
При относительной влажности около 30% (даже в самых сухих пустынях присутствует такая влажность) частицы пыли адсорбировали достаточно влаги, чтобы устройство смогло показать впечатляющие результаты. Изобретение удалило с солнечной панели пыль и песок, восстановив ее эффективность до 95%.