Німецькі вчені запропонували покривати сонячні панелі кристалічним оксидом титану, щоб запобігти їхньому забрудненню. Під впливом ультрафіолетового випромінювання речовина набуває супергідрофільних властивостей, завдяки чому накопичена на поверхні волога зможе збирати пил і пісок, що потрапив на панель. А вночі, коли оксид титану перетвориться на гідрофобний, краплі скотяться разом з брудом. Ідею самоочисного покриття для панелей на своєму сайті описав Інститут органічної електроніки товариства Фраунгофера.
ERLUCHO / istock
👋 Підпишіться на наш телеграм-канал! А ще у нас є ютуб 🎬
Наскільки сонячним панелям заважає пил?
Накопичення на захисному склі сонячних елементів піску та пилу призводить до зменшення кількості світла, що можна перетворити на електроенергію. Наприклад, згідно з даними моніторингу сонячних панелей, що розміщені в індійській пустелі Тар, втрата ефективності сонянчих енергетичних систем з часом може сягнути 40 відсотків. Тому важливо підтримувати поверхню сонячних панелей очищеними, що стає проблемою, коли йдеться про величезні масштаби установок. Для вирішення цього питання інженери займаються розробкою зокрема самоочисних поверхонь, які б не впливали на роботу сонячних модулей, але полегшили б роботу з їхнього очищення. І німецькі фахівці запропонували покривати сонячні панелі кристалічним оксидом титану.
Що пропонують вчені?
Оксид титану добре відомий тим, що здатний під впливом випромінювання змінювати свої змочувальні якості, набуваючи супергідрофільних властивостей. Опромінюючи оксид титану ультрафіолетовим світлом протягом пів години, він змінює кут змочування, максимізуючи площу контакту з рідиною. Таким чином, напилення оксиду титану здатне змусити вологу затримуватися на поверхні, що може стати у пригоді, якщо поверхня постійно піддається забрудненню.
Неопроміненне скло з оксидом титану, що виявляє гідрофобні властивості та збирає вологу у краплі. Fraunhofer FEP
Вдень, під впливом ультрафіолетового випромінювання від Сонця, волога збиратиметься на поверхні у краплі, які зможуть збирати на себе пил і пісок. А вночі, коли оксид титану виявлятиме гідрофобні властивості, вони скочуватимуться разом з брудом, сприяючи очищенню.
Повністю вологе покриття з оксидом титану після години опромінення ультрафіолетовим світлом. Fraunhofer FEP
Як покрити оксидом титану панелі?
Здобутком вчених також стало те, що вони знайшли спосіб нанесення оксиду титану на сонячні панелі. Свої властивості речовина проявляє лише в кристалічному стані, напилення в якому вимагає надвисоких температур. У своєму дослідженні інженери змогли нанести оксид титану шаром у 30-150 нанометрів на надтонке скло товщиною у всього 100 мікрометрів. Так їм вдалося отримати рулон покриття довжиною у 20 метрів та шириною в 30 сантиметрів, що дасть змогу покривати оксидом титану сонячні панелі великої площі будь-якої форми.
Сонячна енергетика сьогодні розвивається значними темпами, а вчені не припиняють шукати способів підвищити ефективність таких систем, щоб мати можливість якнайшвидше розширити можливості альтернативної енергетики. Наприклад, ми розповідали, як інженери використали капсаїцин з гострого перцю, що підвищило ефективність сонячних батарей. А американським дослідникам вдалося змусити сонячні панелі виробляти енергію і вночі, використовуючи перепади температури.