Як вчені вирішили проблему перегріву сонячних панелей?
Вчені зуміли зробити проблему сонячних панелей (перегрів) їхньою перевагою. Рішення усуває втрату ефективності в спеку і накопичує надлишкове тепло у вигляді хімічної енергії.
Не секрет, що в спекотну погоду вироблення звичайних сонячних панелей падає на 10-25%. Коли батарея нагрівається вище 35°C, електрони в ній починають хаотично рухатися, і частина енергії втрачається у вигляді тепла. Однак у свіжому дослідженні з’ясували, що це тепло можна не втрачати, а зберігати і використовувати.
Який принцип роботи нової технології?
На відміну від традиційних PV-панелей, у поліпшеній технології застосовуються фотоелектрохімічні (PEC) проточні комірки. Вони теж перетворюють сонячне світло на електрику, але з однією важливою відмінністю: на їхній поверхні відбувається хімічна реакція, що дає змогу зберігати енергію прямо в рідкому електроліті.
Дослідники з Університету Лафборо виявили, що для PEC-осередків нагрівання, навпаки, корисне. Підвищення температури до 45°C (113°F) діє як каталізатор, прискорюючи внутрішні електрохімічні реакції. Тепло заряджає рідкий електроліт, іони починають рухатися швидше, і система накопичує енергію ефективніше, компенсуючи втрати напруги від нагрівання самого фотоелемента.
Які переваги та недоліки нових сонячних модулів?
Такі сонячні модулі не потребують дорогого охолодження. Ба більше, вони здатні накопичувати надлишкову енергію, працюючи як гібрид сонячної панелі та акумулятора. Для автономного живлення об’єктів розробка має потенціал, оскільки її конструкція простіша і не потребує складної проводки.
Однак у PEC-осередків є і мінуси, які поки що заважають їх масовому впровадженню. По-перше, для запуску хімічної реакції їм потрібна додаткова енергія (так званий надпотенціал), що знижує їхню загальну ефективність. По-друге, вони більш схильні до корозії порівняно зі звичайними панелями. Через ці обмеження технологія поки не готова замінити традиційні сонячні панелі повсюдно. Проте вона знаходить застосування в нішевих галузях, наприклад, для виробництва “зеленого” водню або уловлювання вуглецю.
На думку авторів дослідження, найперспективніше PEC-осередки виглядають у зв’язці з проточними редокс-акумуляторами, які не потребують високого “надпотенціалу” для роботи. Так чи інакше, це відкриття змінює підхід до проектування сонячних станцій: інженери тепер можуть не боротися з теплом, а перенаправляти його з користю.
