تکنولوژی

روش هوشمند MIT برای تمیز کردن پانل های خورشیدی بدون آب

توسط

تمیز کردن بدون آب پانل های خورشیدی

گرد و غباری که روی پنل های خورشیدی جمع می شود یک مشکل جدی است، اما برای شستن پنل ها مقدار زیادی آب مصرف می شود. مهندسان MIT اکنون یک روش تمیز کردن بدون آب برای حذف گرد و غبار از تاسیسات خورشیدی در مناطقی با دسترسی محدود به آب ایجاد کرده‌اند که کارایی کلی را بهبود می‌بخشد. منبع: با حسن نیت از دانشمندان

روش تمیز کردن جدید می تواند گرد و غبار را از تاسیسات خورشیدی در مناطقی با دسترسی محدود به آب حذف کند و کارایی کلی را بهبود بخشد.

انتظار می رود تا سال 2030، انرژی خورشیدی به 10 درصد از انرژی تولید شده در جهان برسد، که احتمالاً بیشتر آنها در مناطق بیابانی که نور خورشید فراوان است، واقع شده است. با این حال، تجمع گرد و غبار روی پنل‌های خورشیدی یا آینه‌ها در حال حاضر یک مشکل جدی است – می‌تواند کارایی پنل‌های خورشیدی را تنها در یک ماه تا 30 درصد کاهش دهد – بنابراین تمیز کردن منظم در چنین تاسیساتی ضروری است.

با این حال، تخمین زده می شود که در حال حاضر تمیز کردن پنل های خورشیدی حدود 10 میلیارد گالن آب در سال مصرف می کند – برای تامین آب آشامیدنی تا 2 میلیون نفر کافی است. تلاش برای تمیز کردن بدون آب کار دشواری است و باعث خراش غیر قابل برگشت سطح می شود که باعث کاهش کارایی نیز می شود. اکنون تیمی از دانشمندان از[{” attribute=””>MIT has devised a way of automatically cleaning solar panels, or the mirrors of solar thermal plants, in a waterless, no-contact system that could significantly reduce the dust problem, they say.

The new system uses electrostatic repulsion to cause dust particles to detach and virtually leap off the panel’s surface, without the need for water or brushes. To activate the system, a simple electrode passes just above the solar panel’s surface, imparting an electrical charge to the dust particles, which are then repelled by a charge applied to the panel itself. The system can be operated automatically using a simple electric motor and guide rails along the side of the panel. The research is described on March 11, 2022, in the journal Science Advances, in a paper by MIT graduate student Sreedath Panat and professor of mechanical engineering Kripa Varanasi.

با وجود تلاش‌های هماهنگ در سراسر جهان برای توسعه صفحات خورشیدی کارآمدتر، بنارس می‌گوید: «یک مشکل دنیوی مانند گرد و غبار می‌تواند به طور جدی بر کل چیز تأثیر بگذارد. آزمایش‌های آزمایشگاهی Panat و Varanasi نشان داده‌اند که افت انرژی از پانل‌ها در همان ابتدای تجمع گرد و غبار به سرعت اتفاق می‌افتد و می‌توان به راحتی تنها در یک ماه بدون تمیز کردن، 30 درصد کاهش را به دست آورد. آنها محاسبه کردند که حتی یک درصد قطع برق در یک تاسیسات خورشیدی 150 مگاواتی می تواند منجر به از دست دادن 200000 دلار درآمد سالانه شود. دانشمندان می گویند که در سطح جهان، کاهش 3 تا 4 درصدی انرژی خورشیدی به معنای ضرر 3.3 تا 5.5 میلیارد دلاری است.

بنارس می گوید: «کارهای زیادی برای انجام دادن در زمینه مواد خورشیدی وجود دارد. آنها در تلاش برای به دست آوردن چند درصد از اینجا و آنجا در بهبود عملکرد، مرزها را جابجا می کنند، و در اینجا شما چیزی دارید که می تواند فوراً همه آن را از بین ببرد.”

بسیاری از بزرگترین تاسیسات خورشیدی جهان از جمله چین، هند، امارات متحده عربی و ایالات متحده در مناطق بیابانی قرار دارند. آبی که برای تمیز کردن این پنل های خورشیدی با جت های آب تحت فشار استفاده می شود باید به دورتر منتقل شود و باید بسیار تمیز باشد تا از باقی ماندن رسوبات روی سطوح جلوگیری شود. گاهی اوقات از شستشوی خشک استفاده می شود، اما در تمیز کردن سطوح کمتر موثر است و می تواند باعث خراش دائمی شود که همچنین باعث کاهش انتقال نور می شود.

تصفیه آب حدود 10 درصد از هزینه های جاری یک نیروگاه PV خورشیدی را تشکیل می دهد. به گفته محققان، سیستم جدید این پتانسیل را دارد که این هزینه ها را کاهش دهد و در عین حال توان خروجی کلی را بهبود بخشد و امکان تمیز کردن خودکار مکرر را فراهم کند.

دافعه الکترواستاتیک برای تمیز کردن پانل های خورشیدی بدون آب

سیستم جدید از دافعه الکترواستاتیکی برای جدا شدن ذرات گرد و غبار استفاده می کند و عملاً بدون نیاز به آب یا برس از سطح پانل خارج می شود. منبع: با حسن نیت از دانشمندان

بنارس می‌گوید: «جای پای آب صنعت PV خورشیدی خیره‌کننده است» و با گسترش این تاسیسات در سراسر جهان، همچنان افزایش خواهد یافت. بنابراین، صنعت باید بسیار مراقب و محتاط باشد تا این راه حل را پایدار کند.

گروه‌های دیگر سعی کردند راه‌حل‌هایی مبتنی بر الکترواستاتیک ایجاد کنند، اما آنها بر لایه‌ای به نام صفحه الکترودینامیکی متکی بودند که از الکترودهای متناوب استفاده می‌کرد. بنارس می گوید: این صفحه نمایش ها ممکن است نقص هایی داشته باشند که رطوبت را وارد کرده و باعث از کار افتادن آنها شود. اگرچه می توانند در مکانی مانند مریخمی‌گوید در جاهایی که رطوبت مشکلی ندارد، حتی در محیط‌های بیابانی روی زمین می‌تواند یک مشکل جدی باشد.

سیستم جدیدی که آنها توسعه دادند فقط به یک الکترود نیاز دارد که می تواند یک میله فلزی ساده برای عبور از روی پانل باشد و میدان الکتریکی ایجاد کند که بار را به ذرات غبار منتقل می کند.

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا