اختصاصی بسپار/ پوشش پنل های خورشیدی؛ خودتمیزشونده و جاذب رطوبت
گروه ترجمه و تولید محتوا در بسپار/ایران پلیمر پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری ملک عبدالله (KAUST) پوششی برای پنلهای خورشیدی توسعه دادهاند که میتواند همزمان مشکل تجمع گردوغبار را کاهش دهد و رطوبت موجود در هوا را جذب کند؛ رویکردی که بهویژه برای سامانههای خورشیدی در مناطق گرم، خشک و غبارآلود کاربرد بالقوه دارد.
این پوشش در یک آزمایش میدانی ششماهه در KAUST مورد آزمایش قرار گرفت. پنلهای مجهز به این پوشش افت عملکرد بسیار محدودی داشتند، در حالی که پنلهای بدون پوشش در شرایط مشابه با کاهش قابلتوجه عملکرد مواجه شدند. همچنین سطح پوشش در طول شب رطوبت هوا را به آب متراکم کرد و این آب در یک آزمایش کنترلشده برای آبیاری گیاهان مورد استفاده قرار گرفت.
مقابله با تجمع گردوغبار روی پنلهای خورشیدی
تجمع گردوغبار یکی از چالشهای شناختهشده سامانههای خورشیدی، بهخصوص در مناطق گرم و کمبارش است. شستوشوی منظم پنلها نیز به آب، نیروی کار و هزینه نیاز دارد.
پژوهشگران KAUST برای حل این مشکل، پوششی شفاف و نانوساختار از جنس سیلیکون گرید غذایی طراحی کردهاند. این پوشش سه ویژگی را در یک لایه ترکیب میکند:
عبور مناسب نور خورشید
دفع آب و گردوغبار
کاهش جزئی دمای سطح نسبت به هوای اطراف در طول شب
هنگامی که سطح پنل در شب کمی خنکتر میشود، بخار آب موجود در هوا روی آن به قطرات آب تبدیل میشود. این قطرات هنگام حرکت روی سطح، ذرات گردوغبار را نیز با خود میبرند و به نوعی فرایند خودتمیزشوندگی غیرفعال ایجاد میکنند؛ بدون نیاز به آب یا انرژی اضافی.
به گفته چیائوچیانگ گان، استاد علوم و مهندسی مواد در KAUST و سرپرست این پژوهش، هدف اصلی، حفظ عملکرد سامانههای خورشیدی در محیطهایی است که گرما و گردوغبار اجتنابناپذیرند. استفاده از تغییرات طبیعی دمای روز و شب امکان تمیزشدن سطح را بدون مصرف آب و انرژی اضافی فراهم میکند.
از خودتمیزشوندگی تا برداشت آب
این فناوری علاوه بر تمیز نگهداشتن پنل، امکان جمعآوری رطوبت هوا را نیز فراهم میکند. در آزمایشهای میدانی، پنلهای دارای پوشش بیش از دو برابر سطوح بدون پوشش آب متراکمشده تولید کردند.
اگرچه حجم آب بهدستآمده محدود بود، اما در آزمایش انجامشده برای آبیاری در مقیاس کوچک کافی بود. این ویژگی میتواند در مناطق خشک و همچنین سامانههای کشاورزی خورشیدی (Agrivoltaics) مورد توجه قرار گیرد؛ جایی که تولید برق و کشاورزی در یک زمین انجام میشوند.
ترکیب پنلهای تمیزتر با یک منبع مکمل آب میتواند به استفاده کارآمدتر از زمین و منابع در مناطقی کمک کند که همزمان با محدودیت آب و نیاز به انرژی مواجهاند.
قابلیت توسعه فناوری
این پوشش با یک فرایند حرارتی نسبتاً ساده تولید میشود و قابلیت اعمال روی سطوح شیشهای استاندارد را دارد؛ موضوعی که میتواند به توسعه و مقیاسپذیری آن کمک کند.
پژوهشگران اکنون در حال بررسی دوام، پایداری و عملکرد طولانیمدت پوشش در شرایط اقلیمی مختلف هستند تا ظرفیت استفاده گستردهتر از این فناوری مشخص شود.
