Охлаждающий слой для солнечных панелей обещает повышение производительности до 13 процентов. Для этой цели исследователи из Гонконга разработали специальный гидрогель. Обзор.
Ученые Гонконгского политехнического университета (PolyU) разработали прозрачное гидрогелевое покрытие, которое охлаждает так называемые горячие точки на солнечных батареях и повышает их производительность до 13 процентов. Об этом в специализированном журнале сообщила исследовательская группа под руководством Джерри Яна Цзиньюэ, профессора энергетики и строительства Полиуниверситета. Материалы Горизонт.
Подробности читайте после объявления
Покрытие снижает температуру горячих точек – локального перегрева отдельных солнечных элементов – до 16 градусов Цельсия.
Этот перегрев возникает из-за затенения, загрязнения или дефектов и считается распространенной причиной выхода из строя солнечной панели. Исследования показывают, что 22 процента всех отказов модулей в течение первых трех лет эксплуатации могут быть связаны с горячими точками.
Потенциал сокращения глобальных потерь
«В глобальном масштабе наша разработанная стратегия охлаждения может компенсировать около 50 процентов потерь электроэнергии, вызванных горячими точками, в интегрированных в здания фотоэлектрических системах», — пишут в своей статье исследователи из PolyU, Тяньцзиньского университета и Хэбэйского технологического университета.
Исследования более 3,3 миллионов солнечных панелей показали, что 36,5 процентов имели тепловые дефекты. Затронутые модули показали среднее повышение температуры более чем на 21 градус Цельсия, что ускоряет старение материала и влияет на экономическую жизнеспособность солнечных систем.
Команда из Гонконга объединила природный полимер гидроксиэтилцеллюлозу с волокнистым материалом в гидрогелевой матрице. Этот состав призван решить ключевые проблемы обычных гидрогелей, пояснил Лю Цзюньвэй, научный сотрудник Института строительной среды и энергетических технологий ПолиУ.
Подробности читайте после объявления
«Традиционные гидрогели могут демонстрировать объемную усадку до 46 процентов после длительного использования, в то время как наша инновация значительно уменьшает трещины и усадку, ограничивая степень усадки до 34 процентов», — сказал Лю, согласно пресс-релизу университета.
Короткие сроки амортизации для системных операторов
Ян подчеркнул, что технология гидрогеля решает проблему горячих точек без внесения изменений в существующие схемы. Он экономически эффективен и удобен в использовании, что делает его подходящим для городских условий.
«В тематических исследованиях для Гонконга и Сингапура мы оцениваем потенциальный годовой прирост производства электроэнергии в 6,5 и 7,0 процентов соответственно», — пояснил профессор. Предполагаемый период окупаемости составит всего 4,5 года для Гонконга и 3,2 года для Сингапура.
Ожидается, что для фотоэлектрических систем, интегрированных в крышу и здание, покрытие сможет компенсировать почти половину потерь мощности, обычно вызываемых горячими точками.
Покрытие особенно подходит для жарких и солнечных регионов вблизи экватора, таких как Юго-Восточная Азия и южный Китай, где солнечные панели более склонны к перегреву, сказал Ян. Южно-Китайская Морнинг Пост.
Интерес со стороны промышленности
Как сообщает исследовательская группа, с момента публикации команда получила положительные отзывы и интерес со стороны нескольких компаний, заинтересованных в коммерциализации технологии охлаждающего геля.
«Следующими шагами станут крупномасштабное внедрение и сотрудничество с отраслевыми партнерами для распространения этой технологии в материковом Китае и других странах мира», — сказал Ян.
Команда планирует и дальше развивать подход к испарительному охлаждению на основе гидрогеля, чтобы поддержать более широкое внедрение новых фотоэлектрических технологий. Эта технология призвана способствовать достижению цели Гонконга по обеспечению городской климатической нейтральности.
