Key Takeaway
- Pengumpulan habuk boleh mengurangkan kecekapan panel solar.
- Air adalah sumber yang terlalu berharga untuk memastikan panel solar bebas habuk.
-
Penyelidik telah mencipta mekanisme yang menggunakan cas elektrik untuk membuat habuk melompat keluar dari panel.
Cahaya matahari dan tanah yang banyak menjadikan padang pasir sesuai untuk memasang panel solar, tetapi ia juga mempunyai banyak habuk, yang mengurangkan keberkesanannya. Kami memerlukan cara baharu untuk memastikan panel solar bebas habuk.
Air memainkan peranan penting dalam memastikan panel bebas habuk, tetapi ia merupakan sumber berharga yang lebih baik digunakan di tempat lain. Dalam usaha mereka untuk alternatif yang lebih baik, penyelidik MIT telah mencipta kaedah pembersihan panel solar baharu yang menggunakan cas elektrik untuk menangkis zarah habuk, pada asasnya membuatkan mereka melompat dari panel.
“Kertas penyelidikan ini berguna untuk kemajuan berterusan dalam masalah kekotoran PV (fotovoltaik),” Matthew Muller, Jurutera dalam Kumpulan Prestasi dan Kebolehpercayaan PV di Makmal Tenaga Boleh Diperbaharui Kebangsaan (NREL), memberitahu Lifewire melalui e-mel. “Kertas itu ditulis dengan baik, merupakan langkah berguna dalam kerja jangka panjang untuk menangani kekotoran PV, dan oleh itu beberapa eksperimen yang diterangkan sangat berguna kepada komuniti.”
Gigit Debu
Dalam kertas kerja mereka, pelajar siswazah MIT Sreedath Panat dan profesor kejuruteraan mekanikal Kripa Varanasi memetik unjuran yang menganggarkan tenaga suria akan berjumlah 10 peratus daripada penjanaan elektrik global menjelang 2030.
Mereka berpendapat bahawa walaupun terdapat peningkatan terkini dalam teknologi PV untuk membantu meningkatkan kecekapan panel solar, pengumpulan habuk merupakan salah satu cabaran operasi terbesar bagi industri.
Debu, jelas Muller, hinggap pada panel solar disebabkan oleh kaedah graviti dan pemendapan lain. “Zarah habuk kemudian menyekat penghantaran cahaya ke dalam sel suria, justeru menyebabkan pengurangan kuasa untuk sinaran luaran yang diberikan. Kami melihat kerugian daripada kekotoran PV di AS berkisar antara 0-7% di mana 7% kerugian adalah untuk kawasan berdebu di barat daya,” jelas Muller.
Tambahan pula, para penyelidik menyatakan bahawa dalam persekitaran yang keras seperti di tengah padang pasir, habuk terkumpul pada kadar hampir 1 g/m2 sehari dan, jika tidak dibersihkan, boleh menimbun sehingga 3 mg/cm2 di bawah. sebulan. Untuk meletakkannya dalam perspektif, pengumpulan habuk sebanyak 5 mg/cm2 sepadan dengan hampir 50 peratus kehilangan dalam output kuasa, kongsi penyelidik. Untuk meletakkannya dari segi monetari, mereka mengatakan bahawa kehilangan kuasa purata 3-4 peratus pada skala global berjumlah kerugian ekonomi sebanyak $3.3 hingga $5.5 bilion.
Maka, tidak menghairankan bahawa sejumlah besar sumber dibelanjakan untuk membersihkan panel solar, kadangkala bahkan beberapa kali sebulan, bergantung pada tahap keterukan keadaan kotor.
Kaedah pembersihan yang paling biasa ialah menggunakan pancutan air bertekanan dan semburan, yang dianggarkan penyelidik boleh menyumbang sehingga 10 peratus daripada kos operasi dan penyelenggaraan ladang solar.
Penyelidik lain telah mengira bahawa loji kuasa solar menggunakan kira-kira satu hingga lima juta gelen air untuk pembersihan setiap 100 MW tenaga elektrik yang dijana setahun. Ditingkatkan, yang diterjemahkan kepada sehingga 10 bilion gelen air untuk tujuan pembersihan panel solar, yang dianggarkan mencukupi untuk memenuhi keperluan air tahunan sehingga 2 juta orang.
Percutian Bersih?
Menyental kering ialah satu alternatif kepada pembersihan berasaskan air, tetapi ini tidak begitu berkesan dan berisiko mencalarkan panel dan menyebabkan pengurangan yang tidak dapat dipulihkan dalam keberkesanannya.
Pembersihan panel solar elektrostatik, yang tidak menggunakan air, dan tidak mempunyai risiko penyentalan sentuhan, telah muncul sebagai alternatif yang menarik. Skrin elektrodinamik (EDS) ialah sistem penyingkiran habuk elektrostatik yang paling popular, dan ini digunakan pada rover Mars, kata Muller.
Walau bagaimanapun, para penyelidik berpendapat bahawa terdapat beberapa cabaran untuk melaksanakan EDS dalam panel solar di Bumi, seperti pencerobohan dan pengumpulan lembapan, yang akhirnya boleh menyebabkan pintasan elektrik elektrod.
Mekanisme yang dicadangkan dibina di atas kaedah pembersihan elektrostatik sedia ada dan menggunakan cas elektrik untuk menyebabkan zarah habuk tertanggal dan melompat dari permukaan panel. Sistem ini boleh dikendalikan secara automatik menggunakan motor elektrik ringkas dan rel pemandu di sepanjang sisi panel.
Teknologi ini menarik, tetapi hanya pada tahap penyelidikan dan oleh itu masih jauh untuk berdaya maju secara komersial, mengingatkan Muller. Tambahan pula, beliau menambah bahawa para penyelidik menjalankan ujian dengan habuk jalan, yang merupakan kes yang ideal.
“Dalam dunia sebenar, tanah boleh menjadi lebih kompleks… dan oleh itu peranti mungkin tidak berfungsi dalam beberapa persekitaran.”
