Электростатическая очистка солнечных батарей сократит расходы на их обслуживание

Ученые предлагают использовать электростатическое отталкивание для очистки панелей солнечных электростанций от пыли и песка. Новая технология может сократить расход воды и повысить эффективность работы солнечных модулей.

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали технологию автоматической очистки солнечных электростанций от пыли. Электрод, расположенный над поверхностью батареи, заряжает частицы пыли, а подача аналогичного заряда на саму панель приводит к отталкиванию загрязненных элементов. Для работы такой системы очистки достаточно простого электродвигателя и двух направляющих для перемещения металлического стержня (электрода) вдоль панели.

Ученые исследовали новый метод очистки на лабораторной установке с использованием специально подготовленных образцов пыли с различными размерами частиц. При этом важным условием для повышения эффективности исследования стало наличие влаги в воздухе.

По словам Шридата Паната, аспиранта MIT, одного из соавторов исследования, эксперименты в лаборатории проводились при различной влажности от 5 до 95 %. При значениях выше 30% с поверхности удаляются почти все частицы пыли, при уровне ниже этого порога качество очистки ухудшается. Исследователи отмечают, что почти во всех пустынях мира влажность воздуха превышает 30% если не весь день, то в утренние часы. Планирование очистки панелей с учетом климатических условий конкретной местности, по мнению авторов исследования, позволит применять новую технологию на всех солнечных электростанциях.

Крипа Варанаси, профессор машиностроения MIT и соавтор исследования, отмечает, что ученые по всему миру ищут новые материалы и технологии, которые повысят эффективность работы фотоэлектрических панелей на несколько процентов. Лабораторные тесты, проведенные Варанаси и Панатом, показывают, что даже незначительное загрязнение поверхности батареи приводит к снижению выработки электроэнергии, полностью нейтрализуя эффект новых материалов.

В течение месяца без очистки производительность фотоэлектрического модуля может сократиться на 30%. При этом, для солнечной установки в 150 МВт снижение мощности на 1% приводит к потере около $200 тыс. в год. Сокращение на 3-4 % производительности всех солнечных электростанций в мире приведет к убыткам от $3,3 до $5 млрд.

Традиционно для очистки солнечных панелей используется вода. Ежегодно для этого требуется около 38 млрд литров. Значительное количество электростанций расположено в пустынных районах Индии, Китая, Объединенных Арабских Эмиратов и США. Вода для их очистки подается издалека и должна быть очень чистой, чтобы предотвратить образование отложений на поверхности панели. На очистку воды приходится около 10% эксплуатационных расходов солнечных электростанций. Ученые утверждают, что новая система поможет снизить эти расходы. А возможность частой автоматической очистки повысит общую выходную мощность.