Sleutel wegneemetes
- Stofophoping kan die doeltreffendheid van sonpanele verminder.
- Water is 'n te kosbare hulpbron om sonpanele stofvry te hou.
-
Navorsers het 'n meganisme ontwerp wat elektriese ladings gebruik om die stof van die panele af te laat spring.
Oorvloedige sonlig en grond maak woestyne ideaal om sonpanele te installeer, maar hulle het ook baie stof, wat hul doeltreffendheid verminder. Ons het 'n nuwe manier nodig om sonpanele stofvry te hou.
Water speel 'n belangrike rol om die panele stofvry te hou, maar dit is 'n kosbare hulpbron wat elders beter benut word. In hul soeke na beter alternatiewe het MIT-navorsers 'n nuwe sonpaneel-skoonmaakmetode ontwerp wat elektriese ladings gebruik om die stofdeeltjies af te weer, wat hulle in wese van die panele laat spring.
“Die navorsingsartikel is nuttig vir voortgesette vordering met die probleem van PV (fotovoltaïese) besoedeling,” het Matthew Muller, Ingenieur in die FV Prestasie- en Betroubaarheidsgroep by die Nasionale Hernubare Energie Laboratorium (NREL), per e-pos aan Lifewire gesê. "Die referaat is goed geskryf, is 'n nuttige stap in die langtermyn werk om PV-vuiling aan te spreek, en daarom is sommige van die eksperimente wat beskryf word baie nuttig vir die gemeenskap."
Bite the Dust
In hul referaat haal MIT-gegradueerde student Sreedath Panat en professor in meganiese ingenieurswese Kripa Varanasi projeksies aan wat raam dat sonkrag teen 2030 10 persent van die wêreldwye elektrisiteitsopwekking sal beloop.
Hulle voer aan dat, ten spyte van onlangse verbeterings in FV-tegnologie om die doeltreffendheid van sonpanele te help verbeter, stofophoping een van die grootste bedryfsuitdagings vir die bedryf is.
Stof, verduidelik Muller, land op die sonpaneel weens gravitasie- en ander afsettingsmetodes. “Die stofdeeltjies blokkeer dan die oordrag van lig na die sonsel, en veroorsaak dus 'n kragvermindering vir die gegewe eksterne bestraling. Ons sien verliese as gevolg van PV-bevuiling in die VSA wissel van 0-7% waar 7% verliese vir stowwerige streke in die suidweste is,” het Muller verduidelik.
Verder sê die navorsers dat stof in moeilike omgewings soos in die middel van 'n woestyn teen 'n tempo van naby aan 1 g/m2 per dag ophoop en, indien dit nie skoongemaak word nie, tot 3 mg/cm2 in onder kan ophoop n maand. Om dit in perspektief te plaas, stem stofophoping van 5 mg/cm2 ooreen met byna 50 persent verlies in kraglewering, deel die navorsers. Om dit in monetêre terme te stel, sê hulle dat 'n gemiddelde kragverlies van 3-4 persent op 'n globale skaal neerkom op 'n ekonomiese verlies van $3.3 tot $5,5 miljard.
Geen verrassing dus dat groot hoeveelhede hulpbronne bestee word om die sonpanele skoon te maak nie, soms selfs verskeie kere per maand, afhangende van die erns van die vuiltoestande.
Die mees algemene skoonmaakmetode is die gebruik van drukwaterstrale en -spuite, wat die navorsers skat kan tot 10 persent van die bedryf- en instandhoudingskoste van sonkragplase bydra.
Ander navorsers het bereken dat sonkragaanlegte ongeveer een tot vyf miljoen liter water vir skoonmaak per 100 MW opgewekte elektrisiteit per jaar verbruik. Opgeskaal, kom dit neer op tot 10 miljard liter water vir sonpaneel-skoonmaakdoeleindes, wat na raming genoeg is om die jaarlikse waterbehoeftes van tot 2 miljoen mense te bevredig.
Skoon wegbreek?
Droogskrop is een alternatief vir water-gebaseerde skoonmaak, maar dit is nie so doeltreffend nie en loop die risiko om die panele te krap en 'n onomkeerbare vermindering in hul doeltreffendheid te veroorsaak.
Elektrostatiese sonpaneelskoonmaak, wat nie water gebruik nie, en ook nie die risiko's van kontakskrop nie, het na vore gekom as 'n opwindende alternatief. Elektrodinamiese skerms (EDS) is die gewildste elektrostatiese stofverwyderingstelsels, en dit word op die Mars-rover gebruik, wys Muller uit.
Die navorsers voer egter aan dat daar verskeie uitdagings is vir die implementering van EDS in sonpanele op Aarde, soos vogindringing en ophoping, wat uiteindelik tot elektriese kortsluiting van die elektrodes kan lei.
Hulle voorgestelde meganisme bou bo-op die bestaande elektrostatiese skoonmaakmetode en gebruik elektriese ladings om stofdeeltjies te laat losmaak en van die oppervlak van die panele af te spring. Die stelsel kan outomaties met 'n eenvoudige elektriese motor en leirelings langs die kant van die paneel bedryf word.
Die tegnologie is opwindend, maar is net op 'n navorsingsvlak en dus 'n lang pad daarvan om kommersieel lewensvatbaar te wees, herinner Muller. Verder voeg hy by dat die navorsers toetse met padstof gedoen het, wat 'n ideale geval is.
“In [die] werklike wêreld kan grond baie meer kompleks wees … en gevolglik sal die toestel dalk nie in 'n aantal omgewings werk nie.”
