Гели, всасывающие влагу, дают солнечным панелям новые возможности

Система охлаждения, разработанная в KAUST, повысила эффективность прототипа солнечной панели до 20 процентов и не требует внешнего источника энергии для работы.

Коммерческие кремниевые фотоэлектрические панели способны преобразовывать лишь небольшую часть поглощенного солнечного света в электричество, тогда как остальная часть излучения превращается в тепло. Поскольку солнечные панели менее эффективны при каждом повышении температуры, проблема рассеивания тепла становится более острой в жарких условиях, таких как Аравийская пустыня.

К сожалению, усилия по охлаждению солнечных панелей с помощью традиционных технологий, включая охлаждение или кондиционирование воздуха, имеют тенденцию потреблять больше энергии, чем может быть получено за счет повышения эффективности. Теперь команда, возглавляемая Пэн Вангом из Центра опреснения и повторного использования воды KAUST, разработала устройство для проверки концепции, которое направлено на решение этой проблемы путем использования природных свойств климата Земли.

Ранее исследователи KAUST разработали полимер, содержащий хлорид кальция, мощный осушитель. При воздействии влажного воздуха этот материал постепенно расширяется, так как соли кальция затягивают воду в гель, удваивая его первоначальный вес. Внедрив поглощающие тепло углеродные нанотрубки в полимерный каркас, команда обнаружила, что они могут обратить этот цикл вспять и вызвать высвобождение воды с помощью солнечной энергии.

Рэньюань Ли, доктор философии, отмечает, что одним из интригующих свойств геля была его способность самостоятельно прилипать к многочисленным поверхностям, в том числе к нижней части солнечных панелей. После того, как контролируемые эксперименты с искусственным солнечным светом показали, что полностью заполненный гель может освободить достаточно воды, чтобы снизить температуру панели на 10 градусов Цельсия, команда решила создать прототип для испытаний на открытом воздухе в KAUST.

Как в летнее, так и в зимнее время года исследователи наблюдали, как гель поглощал воду из душного ночного воздуха, а затем высвобождал жидкость, когда повышались дневные температуры. Удивительно, но солнечные панели продемонстрировали увеличение эффективности даже больше, чем в экспериментах внутри помещений, что, по мнению исследователей, может быть связано с улучшенным тепловым переносом на открытом воздухе.

“Эта работа демонстрирует преимущества использования атмосферной воды для борьбы с изменением климата”, – говорит Ли. – “Мы считаем, что эта технология охлаждения может удовлетворить требования многих применений, потому что водяной пар повсюду, и эту технологию охлаждения легко адаптировать к различным масштабам. Технология может быть сделана всего несколькими миллиметрами для электронных устройств, сотнями квадратных метров для зданий или даже больше для пассивного охлаждения целых электростанций”.

Исследование опубликовано в журнале Nature Sustainability.

По материалам Techxplore

Отправить ссылку в социальные сети

Аватар

-=GadZZillA=-

Компьютерный системный администратор, веб-огородник, IT-шник, специалист по строительным материалам, создатель и администратор проекта "Лаборатория Рабочих Столов"

Вас также может заинтересовать...

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

 

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.