211service.com
Zelfreinigende zonnepanelen
Een van de beste plaatsen om een zonnepaneel te plaatsen is in de woestijn, waar het zonnig is. Maar woestijnen zijn ook stoffig, wat betekent dat de panelen vaak moeten worden gewassen, zodat het stof er niet voor zorgt dat ze zonlicht opvangen. Nieuwe technologie zou een oplossing kunnen bieden – door zonnepanelen zichzelf te laten reinigen.
Woestijnstorm: Stofwolken zoals deze in de Perzische Golf kunnen de output van zonne-energie verminderen als zich stof ophoopt op de panelen. Nieuwe technologie die het stof verwijdert, kan helpen.
De technologie is ontwikkeld voor toekomstige rover-missies naar Mars, maar het zou hier op aarde kunnen werken om zonnepanelen op maximale capaciteit te laten werken. Het gebruikt elektrostatische lading om stof af te weren en naar de randen van de panelen te dwingen. Het kan 90 procent van het stof op een zonnepaneel verwijderen in een cyclus van twee minuten, zegt Maleis Mazumder , een onderzoeksprofessor aan de Boston University die het werk leidde. De technologie werd deze week beschreven op de bijeenkomst van de American Chemical Society in Boston.
Stof dat zich ophoopt op zonnepanelen en het licht blokkeert, kan rovers op de maan of Mars verlammen. De Spirit and Opportunity Mars-rovers gingen langer mee dan verwacht omdat af en toe een windvlaag van hun panelen is verdwenen. Maar we hebben misschien niet altijd geluk, zegt Rao Surampudi, een projectmonitor bij het Jet Propulsion Laboratory van NASA. Inderdaad, de Mars Pathfinder rover-missie in de jaren negentig profiteerde niet van dergelijke winden.
Stof heeft ook zonne-installaties op aarde bedorven. Zo hebben stofstormen de elektriciteitsproductie in een grote 10 megawatt zonne-energiecentrale in de Verenigde Arabische Emiraten met 40 procent verminderd. Het wassen van de panelen kan tijdrovend zijn of dure automatisering vereisen - en er is veel water voor nodig, een kostbare hulpbron in de woestijn. Met deze nieuwe technologie kunnen zonnepanelen automatisch worden gereinigd zonder water of arbeid, zegt Mazumder.
Het systeem maakt gebruik van het feit dat de meeste stofdeeltjes, vooral in droge omgevingen, een elektrische lading hebben. Een transparant elektrodemateriaal zoals indiumtinoxide levert een wisselstroom aan het bovenoppervlak van het paneel. Terwijl het schommelt tussen positief en negatief geladen zijn, creëert het een elektrisch veld dat positief en negatief geladen deeltjes afstoot. Het elektrische veld helpt ook om een lading te geven aan ongeladen stofdeeltjes, waardoor ze snel kunnen worden afgestoten als ze in contact komen met het paneel. De onderzoekers hebben het systeem zo ontworpen dat het elektrische veld zich een weg baant van de ene kant van het zonnepaneel naar de andere, waarbij het stof geleidelijk wordt verplaatst totdat het eraf valt.
Het systeem gebruikt niet veel energie - de elektrische stroom is klein en hoeft meestal maar twee tot vijf minuten per dag aan te staan, zegt Mazumder. Het systeem kan een sensor bevatten om te bepalen wanneer het paneel moet worden schoongemaakt. De technologie werkt niet als het stof nat en modderig wordt, dus het moet worden geactiveerd om stof te verwijderen voordat het regent, zegt Mazumder.
De technologie van Mazumder is een van de twee benaderingen die NASA heeft gefinancierd voor het reinigen van zonnepanelen. De andere laat het hele paneel trillen om stof los te schudden. Het is nog steeds niet duidelijk wat praktischer zal zijn voor ruimtemissies, zegt Surampudi, die toezicht hield op het onderzoek naar beide stofopruimingstechnieken. Het gebruik van trillingen is eenvoudiger en vereist minder aanpassingen aan het zonnepaneel, zegt hij. Maar het verwijdert fijne deeltjes niet zo goed als de elektrische veldbenadering. Voor terrestrische toepassingen zal de technologie van Mazumder moeten concurreren met andere mogelijke benaderingen voor het reinigen van zonnecellen zonder water te gebruiken, zoals door er lucht op te blazen of een antiaanbaklaag toe te voegen.
De elektrische veldtechnologie zou eenvoudig te produceren kunnen zijn, zegt Mazumder, omdat veel zonne-energiefabrikanten al apparatuur hebben om transparante elektroden, die de elektrische velden zouden genereren, op panelen te plaatsen. Hij zegt dat de volgende stap is om te bepalen of het mogelijk zal zijn om te voldoen aan het doel van de onderzoekers om de productiekosten onder ongeveer 1 procent van de totale kosten van het zonnepaneel te houden. Maar de waarde van het systeem zal afhangen van hoe stoffige zonnepanelen op verschillende locaties worden. Conventioneel wassen met water werkt bijvoorbeeld goed genoeg voor een grote verzameling zonnepaneelsystemen op het dak die worden beheerd door Edison uit Zuid-Californië, zegt het hulpprogramma.