Icefobne površine za led, odlaganje snega v uporabnem soncu

Ameriški raziskovalci so razvili sistem prevleke, ki naj bi učinkovito omogočal ponavljajoče se pasivno odstranjevanje snega in ledu v solarnih elektrarnah v širokem razponu temperatur pod ničlo do -35 stopinj Celzija.

“Z nekaj dodatnimi testiranji bi bila naša tehnologija takoj uporabna za resnične sončne instalacije,” za pv magazine je povedal dopisni avtor raziskave Anish Tuteja.“Kmalu nameravamo izvesti daljše poskuse, kjer bo premaz nekaj let testiran na zunanjih solarnih panelih.”

50μm prevleka je sestavljena iz optično prozorne površine, ki kaže tako izjemno nizko oprijemljivost ledu kot tudi žilavost. Izdelana je bila z uporabo raztopine olja srednjeverižnih trigliceridov (MCT) z masno vsebnostjo 60 mas. % za plastificiranje dveh običajnih industrijskih polimernih polivinilkloridov, znanih kot MC2 oziroma MC6.

Obe rešitvi sta bili preizkušeni v podskupini 72-celičnih plošč, ki merijo 2 x 1 m na fotonapetostnem sistemu, ki je povezan z omrežjem, ki ga upravlja aljaška družba v Fairbanksu v zimah 2019 in 2020. Kot nagiba naprave je bil nastavljen na 45 stopinj, da bi olajšali sneženje, vseh 16 uporabljenih modulov za eksperiment pa je bilo opremljenih z mikro inverterji. Rešitvi MC2 in MC6 smo uporabili za površinsko steklo modula in strukturni okvir.

Plošče so bile nameščene štiri navzgor v ležeči orientaciji in vsak stolpec, vključno s prevlečenimi ploščami, je bil ločen s stebrom, v katerem so bile neprevlečene plošče.“Podatke o sneženju je zbrala raziskovalna kamera, nameščena normalno [ly] na vsako matriko in z vidnim poljem, ki je zadostno za zajemanje celotnega niza eksperimentalnih plošč,” so pojasnili znanstveniki.“V nekaj minutah sta tako kolona MC2 kot MC6 pokazala pospešeno sneženje v primerjavi z neprevlečenim kontrolnim stolpcem, pri čemer se je snežna pokritost zmanjšala za približno 61 % oziroma približno 32 % na MC2 oziroma MC6 [prevlečene plošče].”

Nasprotno pa so neprevlečene plošče v času testiranja ostale popolnoma prekrite s snegom in ledom in so lahko proizvedle skoraj nič električne energije. Odvoz snega zaradi vetra je bil med testiranjem minimalen, saj so bili zabeleženi vetrovi z zelo omejeno hitrostjo.

Znanstveniki so ugotovili, da rešitev MC2 dosega najboljše rezultate, saj je povprečna snežna pokritost dosegla le 27,7 %, medtem ko je rešitev MC6 dosegla povprečno 45,4 %. Ugotovljeno je bilo, da ima slednji manjšo mehansko trdnost, kar je prineslo tudi razslojevanje plošč. Prvi je ohranil svojo zmogljivost in stabilnost v 77 dneh poskusa.

Znanstveniki so poudarili, da je tehnologija prevleke sposobna odstraniti različne vrste snega in ledu, in dejali, da se lahko uporablja tudi za PV, vgrajeno v zgradbo.“Stroški materiala naj bi bili dokaj nizki,” Tuteja je povedala za pv magazin.“Ocenil bi, da so manj kot 1 dolar na kvadratni meter.”

Nova tehnika je predlagana v prispevku Olajševanje velikega odlaganja snega iz sončnih nizov na terenu z uporabo ledenih površin z nizko medfazno žilavostjo, objavljenem v Advanced Materials Technologies. Raziskovalno skupino sestavljajo znanstveniki z Univerze v Michiganu, Univerze na Aljaski in Sandia National Laboratories Ministrstva za energijo ZDA'.