Система охлаждения, разработанная учеными Научно-технологического университета имени короля Абдаллы (KAUST), повысила эффективность опытного образца солнечной батареи до 20 % и не требует использования внешнего источника энергии.
Коммерческие кремниевые солнечные батареи способны преобразовывать лишь небольшую часть поглощенного солнечного света в электроэнергию, в то время как остальная часть излучения переходит в тепловую энергию. Поскольку солнечные батареи менее эффективны при каждом повышении температуры, проблема рассеивания тепла обостряется в жарких условиях, например, в Аравийской пустыне.
К сожалению, усилия по охлаждению солнечных батарей традиционными методами, включая охлаждение или кондиционирование воздуха, как правило, потребляют больше энергии, чем можно получить обратно за счет повышения эффективности. Сейчас команда под руководством Пэн Вана из Центра опреснения и повторного использования воды KAUST создала концепцию системы, целью которого является решение этой головоломки путем использования природных свойств климата Земли.
Ранее исследователи из KAUST разработали полимер, содержащий хлорид кальция, мощный влагопоглотитель. При воздействии влажного воздуха этот материал постепенно расширяется по мере того, как соли кальция втягивают воду в гель, в конечном итоге удваивая его первоначальный вес. Включив в полимерный каркас поглощающие тепло углеродные нанотрубки, команда обнаружила, что они могут обратить этот цикл вспять и вызвать выброс воды с помощью солнечной энергии.
Рэньюань Ли, который в настоящее время является аспирантом в группе Вана, отмечает, что одним из интригующих свойств геля была его способность самостоятельно прикрепляться к многочисленным поверхностям, в том числе и к нижней стороне солнечных батарей. После того, как контролируемые эксперименты с искусственным солнечным светом показали, что полностью заполненный гель может высвободить достаточно воды, чтобы снизить температуру панелей на 10 °C, команда решила построить прототип для испытаний на открытом воздухе.
Как летом, так и зимой исследователи наблюдали за тем, как гель поглощал воду из мокрого ночного воздуха, а затем высвобождал жидкость по мере повышения дневной температуры. Удивительно, но солнечные батареи показали увеличение эффективности даже больше, чем при проведении экспериментов в помещении, скачок, который исследователи теоретизировали, может быть вызван, например, улучшенным тепло- и массообменом на открытом воздухе.
«Эта работа показывает преимущества использования производства атмосферной воды для борьбы с изменением климата», — говорит Ли. Мы считаем, что эта технология охлаждения может соответствовать требованиям многих применений, потому что водяной пар находится повсюду, и эту технологию охлаждения легко адаптировать к различным масштабам». Технология может быть сделана размером в несколько миллиметров для электронных устройств, в сотни квадратных метров для здания или даже больше для пассивного охлаждения электростанций».
Источник: https://econet.ru/articles/geli-vpityvayuschie-vlagu-dayut-solnechnym-batareyam-ohlazhdenie