Солнце смахивает пыль

Созданы самоочищающиеся солнечные батареи

Американские химики разработали солнечные батареи, автоматически очищающиеся от пыли. Это позволит более эффективно использовать энергию Солнца на богатых светом пыльных и пустынных территориях. Авторы работы надеются внести свою лепту в развитие производства неиссякаемой и экологически чистой фотоэлектрической энергии.

Мало кто любит вытирать пыль со столов, тумбочек и зеркал во время уборки дома: сколько ни вытирай — она все равно довольно быстро появится на том же месте. Еще более бесперспективна задача мытья окон в квартирах, выходящих на оживленные московские улицы. А теперь представьте, что нужно чистить «зеркала» на площади 25—50 футбольных полей. Именно эта задача стоит перед компаниями, монтирующими крупноразмерные солнечные батареи.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3409365",
    "incutNum": 1,
    "repl": "<1>:{{incut1()}}",
    "uid": "_uid_3409998_i_1"
}

На 240-м съезде Американского химического общества, проходящем в эти дни в Бостоне, представлена технология, легко решающая эти проблемы.

Солнечные батареи, созданные с использованием космических технологий для организации межпланетных миссий к Марсу, смогут сами очищать себя от пыли здесь, на Земле.

Самоочищающееся покрытие, наносимое на поверхность солнечных батарей, может повысить эффективность выработки электричества из солнечного света, а также сократить затраты на техническое обслуживание гелиоэлектростанций (ГЕЭС).

«Наши самоочищающиеся панели стоит использовать в средах с высоких содержанием пыли и более крупных твердых частиц. Это позволит значительно повысить производительность солнечных батарей. Технология самоочищающегося покрытия пригодна и для небольших батарей, и для масштабных фотоэлектрических систем. Насколько мы знаем, это единственная технология автоочистки батарей, не требующая использования воды или механических движений», — пояснил руководитель исследования профессор Мэлэй Мазумдер из Университета Арканзаса.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3373709",
    "incutNum": 2,
    "repl": "<2>:{{incut2()}}",
    "uid": "_uid_3409998_i_2"
}

Для самоочистки солнечных батарей на прозрачное пластиковое покрытие их поверхности наносят дополнительный прозрачный электрочувствительный слой.

Сенсоры следят за толщиной слоя пыли на поверхности и при достижении критического уровня подают ток на чувствительную пленку, которая, в свою очередь, подает удаляющие пыль волны на поверхность.

Авторы разработки утверждают, что всего за две минуты система удаляет около 90% осевшей на батарее пыли. Потребление энергии для чистки минимально, она отбирается непосредственно от солнечной панели.

В США использование фотоэлектрических систем в период с 2003-го до 2008 год выросло на 50%, с ростом использования более остро встали и проблемы долгосрочной эксплуатации ГЕЭС. Ученые прогнозируют ежегодный 25-процентный рост использования солнечной энергии как неиссякаемого источника, не разрушающего окружающую среду и не угрожающего будущим поколениям жителей Земли.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3337950",
    "incutNum": 3,
    "repl": "<3>:{{incut3()}}",
    "uid": "_uid_3409998_i_3"
}

Сейчас крупные гелиоэлектростанции функционируют в США, Испании, Германии, на Ближнем Востоке, в Австралии и Индии. Вместе с тем круг климатических зон, в которых выгодно устанавливать солнечные батареи, ограничен: чаще всего это богатые солнцем пустынные области, где из-за сухой погоды и ветров пыль поднимается в воздух и оседает на поверхности панелей. Слой пыли в 5 г на квадратный дециметр уменьшает степень конверсии солнечной энергии на 40%. Месячные нормы осаждения пыли в Аризоне, на Ближнем Востоке, в Австралии и Индии во много раз выше этого значения.

Первоначально профессор Мазумдер и его коллеги разрабатывали самоочищающиеся солнечные панели совместно с NASA для их использования в космических миссиях на Луну и Марс. Без таких технологий солнечным батареям не удастся эффективно работать, например, в среде Красной планеты. Однако применение космическим технологиям пока нашлось на Земле.

Сейчас оборот рынка солнечных панелей составляет $24 млрд, и всего 0,04% электроэнергии в мире вырабатывается гелиоэнергетикой.

«Однако, если покрыть хотя бы 4% площади пустынь на Земле солнечными батареями, от них можно будет питать всю нашу цивилизацию. И система самоочистки батарей в этом может сыграть очень большую роль», — считает Мазумдер.

В России солнечная энергетика развита слабо: доля российских изделий фотоэлектричества на мировом рынке не достигает 1%, хотя объем рынка оценивается очень высоко.

«Я проанализировал среднегодовое поступление солнечной энергии в разных частях России, сравнив его с тем, что получает Южная Европа. Результат выглядит парадоксально:

на многих территориях России среднегодовое поступление солнечной энергии выше, чем в самых инсолированных (богатых солнечным светом) частях Европы.

врез №
skin: article/incut(default)
data:

{
    "_essence": "test",
    "id": "3215791",
    "incutNum": 4,
    "repl": "<4>:{{incut4()}}",
    "uid": "_uid_3409998_i_4"
}

Например, Забайкалье получает солнечной энергии больше, чем Испания», — приводит РИА «Новости» слова профессора Санкт-Петербургского физико-технического института им. А. Ф. Иоффе Вячеслава Андреева.

Между тем программы солнечной энергетики не находят в России поддержки государства, сетует лауреат Нобелевской премии академик Жорес Алферов. «Да, мы страна богатых природных ресурсов. Но для меня было большой неожиданностью, когда министр промышленности и энергетики Христенко заявил, что солнечной энергетикой должны заниматься страны, зависящие от энергоресурсов, а мы, дескать, не зависим. Однако по-настоящему страна может быть независимой только при условии развития экономики, основанной на высоких технологиях», — отметил он.

Как полагают эксперты Международного энергетического агентства (IEA), солнечная энергетика уже через 40 лет при соответствующем уровне распространения передовых технологий будет вырабатывать около 9 тысяч тераватт-часов, или 20—25% всего необходимого электричества, и это обеспечит сокращение выбросов углекислого газа на 6 млрд тонн ежегодно. Солнечная энергетика наряду с промышленными установками для выработки термоядерной энергии рассматриваются как единственно возможные альтернативы текущей выработке энергии из ископаемых ресурсов.