Крижані поверхні для льоду, снігопаду в комунальних масштабах сонячної

Американські дослідники розробили систему покриття, яка, як стверджується, ефективно забезпечує багаторазове пасивне осипання снігу та льоду на сонячних електростанціях у широкому діапазоні мінусових температур до -35 градусів за Цельсієм.

“З деякими додатковими випробуваннями наша технологія буде негайно застосована до реальних сонячних установок,” Кореспондент дослідження, Аніш Тутеджа, сказав pv magazine.“Незабаром ми плануємо провести більш розширені експерименти, де покриття буде перевірено протягом кількох років на зовнішніх сонячних панелях.”

50μm покриття складається з оптично прозорої поверхні, яка демонструє як надзвичайно низьку адгезію на поверхні льоду, так і міцність. Він був виготовлений з використанням розчину тригліцеридів середньої ланцюга (MCT) з масовим вмістом 60% мас для пластифікації двох поширених промислових полімерних полівінілхлоридів, відомих як MC2 і MC6, відповідно.

Два рішення були протестовані на підгрупі 72-елементних панелей розміром 2x1 м на фотоелектричній системі, що керується комунальним підприємством Аляски у Фербенксі взимку 2019 та 2020 років. Кут нахилу установки був встановлений на 45 градусів, щоб полегшити снігопад, і всі 16 модулів, використаних для експерименту, були оснащені мікроінверторами. Рішення MC2 і MC6 були застосовані до скла поверхні модуля та структурного каркаса.

Панелі були встановлені по чотири в альбомній орієнтації, і кожна колона, включаючи панелі з покриттям, була розділена колоною з панелями без покриття.“Дані про осипання снігу були зібрані камерою дослідницького класу, розташованою нормально до кожного масиву та з полем огляду, достатнім для захоплення всього масиву експериментальних панелей,” – пояснили вчені.“За лічені хвилини колони MC2 і MC6 показали прискорене осипання снігу порівняно з контрольною колоною без покриття, при цьому снігове покриття зменшилося приблизно на 61% і приблизно на 32% на MC2 і MC6 [панелі з покриттям] відповідно.”

Панелі без покриття, навпаки, залишалися повністю покритими снігом та льодом протягом періоду випробувань і були здатні виробляти майже нульову електроенергію. Винос снігу, викликаного вітром, під час тестування був мінімальним, оскільки реєструвалися вітри з дуже обмеженою швидкістю.

Вчені виявили, що рішення MC2 досягає найкращих показників, в результаті чого середня площа снігового покриття становить лише 27,7%, тоді як рішення MC6 змогло досягти в середньому 45,4%. Виявилося, що останні мають меншу механічну міцність, що також призвело до розшарування панелей. Перший зберіг свою продуктивність і стабільність протягом 77 днів експерименту.

Науковці підкреслили, що технологія покриття здатна відкидати різні типи снігу та льоду, і сказали, що вона також може бути застосована до вбудованих фотоелектричних панелей.“Очікується, що матеріальні витрати будуть досить низькими,” Тутея розповіла журналу pv.“Я б оцінив їх менше ніж 1 долар за квадратний метр.”

Нова техніка запропонована в статті «Спрощення великомасштабного осипання снігу від польових сонячних батарей з використанням льодових поверхонь із низькою межфазною міцністю», опублікованій в Advanced Materials Technologies. Дослідницька група складається з вчених з Університету Мічигану, Університету Аляски та Національних лабораторій Сандії Міністерства енергетики США'.