Без перегріву. Нове гідрогелеве покриття охолоджує сонячні панелі та підвищує їхню потужність на 13%

Про це пише видання Interesting Engineering.

Покриття бореться з так званими«гарячими точками» — ділянками на панелі, де температура різко вища, ніж навколо. Такі зони зазвичай виникають через часткове затінення і є однією з найпоширеніших проблем у сонячних електростанціях. Вони не лише знижують потужність, а й можуть призводити до пошкодження модулів, їхнього швидкого зношення та навіть пожеж. Дослідження показують, що саме гарячі точки спричиняють близько 22% поломок сонячних модулів уже протягом перших трьох років роботи.

Читайте также: Лазерна зарядка. Нова технологія обіцяє майже безперервний політ БпЛА

За даними команди PolyU, нанесення гідрогелевого шару дозволяє знизити температуру таких перегрітих ділянок до 16 °C. У лабораторних і системних тестах це дало приріст потужності до 13%. При цьому технологія не потребує змін у схемах самих панелей.

Ян Джеррі пояснив, що рішення є простим у використанні та відносно дешевим, тому підходить для міських умов. За його словами, на прикладі Гонконгу та Сінгапуру команда прогнозує можливе зростання річного виробництва електроенергії на 6,5% і 7% відповідно. У разі встановлення на дахах будівель або в інтегрованих у фасади сонячних системах покриття може компенсувати майже половину втрат енергії, спричинених гарячими точками. Очікуваний термін окупності — приблизно 4,5 року для Гонконгу та 3,2 року для Сінгапуру.

Проблема перегріву є масовою: аналіз понад 3,3 мільйона сонячних панелей показав, що 36,5% із них мають теплові дефекти, а температура в ушкоджених модулях у середньому зростає більш ніж на 21 °C. Це прискорює старіння матеріалів і знижує ефективність систем.

Новий гідрогель створили на основі природного полімеру гідроксиетилцелюлози з додаванням волокнистого матеріалу — так званої «бавовняної нитки». За словами Яна, у глобальному масштабі ця технологія може компенсувати близько 50% втрат генерації в будівельних сонячних системах, сприяючи розвитку сонячної енергетики.

Читайте также: Сенсація чи помилка? Велика піраміда Гізи може бути на 20 тисяч років старшою, ніж вважалося раніше

Лю Цзюньвей додав, що така конструкція допомагає уникнути типових проблем звичайних гідрогелів — розтріскування та усадки. Традиційні матеріали можуть втрачати до 46% об’єму з часом, тоді як нова розробка обмежує цей показник до 34%.

Наразі команда планує вдосконалювати гідрогелеву систему випарного охолодження, щоб підтримати ширше впровадження нових технологій у сонячній енергетиці.