Международная группа исследователей под руководством Университета науки и технологий имени короля Абдаллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработала новый композитный материал из акрилата, который повышает производительность солнечных элементов. Приклеивание композитного материала к солнечным элементам, развернутым в Саудовской Аравии в течение нескольких недель, значительно повысило выходную мощность и долговечность, одновременно снизив потребление электроэнергии элементами. Исследование можно прочитать в Materials Science and Engineering: R: Reports .
Солнечная энергия является важной стратегической целью для зелёной экономики во многих странах, и более трёх четвертей возобновляемых установок — это солнечные элементы. Но надёжная, долговечная солнечная энергия сопряжена с серьёзными проблемами. Коммерческие солнечные панели преобразуют около 20% солнечных лучей в электричество. Остальное поглощается в виде тепла или отражается.
Более того, тепло снижает производительность и срок службы солнечных элементов, что означает, что элементы должны быть заменены раньше, чем в противном случае. Охлаждение солнечных элементов, таким образом, необходимо, но охлаждающие системы, такие как вентиляторы и насосы, нуждаются в электричестве. Пассивное охлаждение, с другой стороны, этого не делает.
«Мы специализируемся на материалах, обеспечивающих пассивное охлаждение. Эти материалы тонкие и могут быть размещены в различных системах, которым для работы требуется охлаждение, например, в теплицах и солнечных батареях, без ущерба для производительности», — сказал профессор KAUST Цяоцян Гань, возглавлявший исследование.
В новом исследовании, которое было проведено Центром передового опыта в области возобновляемой энергии и технологий хранения KAUST, Ган и его коллеги подготовили гигроскопичный композит из хлорида лития и полиакрилата натрия, который поглощает влагу из воздуха ночью и выделяет её днём. Полиакрилат — дешевый полимер, и процесс его изготовления не требует использования агрессивных химикатов или специализированных реагентов, в отличие от других гигроскопичных композитов, используемых для охлаждения, что ещё больше снижает стоимость.
Работая в течение нескольких недель в саудовской пустыне, солнечные элементы с этим материалом были на 9,4 °C холоднее, чем те, у которых не было нового материала. Они также показали увеличение выходной мощности более чем на 12% и увеличение срока службы более чем на 200%, при этом снизив стоимость выработки электроэнергии почти на 20%.
Помимо Саудовской Аравии, эксперименты проводились в некоторых из самых прохладных уголков материковой части США в условиях дождя, чтобы доказать, что технология пассивного охлаждения работает в любых условиях.
Ган испытал композитный материал на солнечных элементах, предоставленных профессором KAUST Стефаном Де Вольфом, чья исследовательская группа регулярно достигает мировых рекордов в производительности солнечных элементов благодаря своим индивидуальным конструкциям.
«Эта работа является прекрасным примером объединения различных экспертных знаний в KAUST. Мы протестировали новую технологию охлаждения на самых эффективных солнечных элементах в различных условиях и увидели превосходные результаты в каждом случае», — сказал Де Вольф.
Мастер пера, обрабатывает новостную ленту.
