Новый гидрогелевый слой устраняет «горячие точки» солнечных модулей

Аккумулятор FIAMM FG 10721

Группа учёных разработала новое покрытие для солнечных панелей на основе гидрогеля, которое, как сообщается, способно снизить температуру в «горячих точках» на 16,2 °C, превосходя по эффективности обычные гидрогели. По данным исследовательской группы, гидрогель также продемонстрировал повышенную прочность и улучшенную выходную мощность — до 13 %.

Исследователи из Политехнического университета Гонконга (PolyU) разработали новое гидрогелевое покрытие для солнечных батарей.

Новое покрытие, представленное в исследовании «Повышение фотоэлектрической эффективности и долговечности за счёт усовершенствованного управления горячими точками», опубликованном в журнале Advanced Energy Materials, предположительно способно улучшить теплоотдачу в солнечных панелях, чтобы охладить любые «горячие точки», а также повысить эффективность выработки электроэнергии.

гидроксиэтилцеллюлоза (ГЭЦ). полиакриламид (ПАМ), водопоглощающий гель, скрепленный с помощью Ян Джерри, профессор кафедры энергетики и строительства в Политехническом университете, рассказал журналу PV , что гидрогелевое покрытие в основном состоит из «Чтобы сделать его более прочным и долговечным, мы добавляем ГЭЦ, которая помогает скрепить гель, — объяснил он. — Внутри геля находятся хлопковые нити с листовидным узором, которые помогают направлять воду в самые горячие участки, обеспечивая равномерный охлаждающий эффект».

Внешний слой гидрогеля представляет собой тонкую пористую плёнку из политетрафторэтилена, также известного как тефлон, которая, по словам профессора Яна, защищает от пыли и регулирует скорость испарения воды.

Согласно исследованию команды, нанесение гидрогелевого покрытия на солнечные панели снижает температуру в горячих точках до 16,2 ° C, превосходя обычные гидрогели, которые могут снижать такие температуры до 10,7 ° C. Было обнаружено, что это усовершенствование увеличивает мощность охлаждения до 463,8 Вт / м−2, что эквивалентно увеличению выходной мощности на 13%.

Анализ, проведённый в научной статье, показывает, что при использовании в фотоэлектрических системах на крышах и в зданиях (BIPV) гидрогелевое покрытие может компенсировать почти половину потерь мощности, связанных с «горячими точками». На примере Гонконга и Сингапура исследователи рассчитали потенциальное увеличение годового производства электроэнергии на 6,5 % и 7,0 % соответственно, при этом расчётный срок окупаемости составляет 4,5 и 3,2 года.

«Традиционные гидрогели могут давать усадку до 46 % после длительного использования, в то время как наша инновация значительно снижает растрескивание и усадку, ограничивая усадку до 34 %», — добавил Лю Цзюньвэй, доцент кафедры строительной экологии и энергетики.

Профессор Ян рассказал, что теперь команда планирует продолжить исследования и усовершенствовать гидрогелевое покрытие, сделав его более прочным, уменьшив усадку и найдя способы снизить производственные затраты.

“Следующие шаги включают проведение крупномасштабных испытаний на открытом воздухе в различных климатических условиях, чтобы увидеть, насколько хорошо покрытие работает в реальных условиях”, - сказал профессор. “Мы также тесно сотрудничаем с отраслевыми партнерами в целях совершенствования производственного процесса, чтобы покрытие можно было производить в больших масштабах и выводить на мировой рынок”.