Słowaccy badacze z Uniwersytetu Trenczyńskiego opracowali nową powłokę na panele fotowoltaiczne, która nie tylko sprawia, że moduły zatrzymują w sobie więcej światła, ale też jest hydrofobiczna. Oznacza to, że skutecznie odpiera z powierzchni wodę, która zakłóca działanie paneli. Te cechy mogą zapewnić jeszcze większą wydajność fotowoltaiki.

Jak zwiększyć wydajność paneli PV?

Fotowoltaika stale się rozwija, a badacze z całego świata szukają sposobów na zwiększenie wydajności paneli. Wbrew pozorom nie zawsze trzeba w tym celu modyfikować podzespoły elektroniczne modułu, a wystarczy na przykład zmienić sposób, w jaki panel odbija światło lub to, jak jego powierzchnia reaguje na wodę.

Co do zasady, panele PV powinny odbijać jak najmniej światła. Dzięki temu duża część promieni wpada do “środka” urządzenia i jest przetwarzana na energię elektryczną. Woda pokrywająca powierzchnię modułu jest problematyczna, bowiem oprócz rozpraszania światła stosunkowo szybko się nagrzewa. Panele fotowoltaiczne lubią dużo światła słonecznego, ale nie wysoką temperaturę. Im jest ona wyższa, tym bardziej spada wydajność urządzenia.

Dlatego właśnie badacze nie ustają w tworzeniu powłok paneli, które z jednego strony będą antyrefleksyjne, a więc nie odbiją zbyt dużej ilości światła, a z drugiej woda na ich powierzchni stosunkowo szybko spłynie. Ostatnio badacze ze słowackiego Uniwersytetu Trenczyńskiego, współpracując z naukowcami z Madrytu, opracowali nowy typ powłoki paneli PV, która w znaczący sposób poprawia te parametry.

Panele PV cieńsze niż ludzki włos zasilą drony i… satelity

Wynalazek słowackich naukowców może usprawnić działanie fotowoltaiki

Powłoka została opracowana dzięki tzw. procesowi zol-żel. Jest to metoda nałożenia powłok ceramicznych, w skrócie polegająca na zanurzeniu pokrywanego obiektu w specjalnie przygotowanym roztworze. Badacze stworzyli swoje dzieło dzięki połączeniu tlenków krzemu i tlenków tytanu. Te dwa związki chemiczne stworzyły dolną warstwę powłoki. Górna powstała już z samego tlenku krzemu, zmodyfikowanego za pomocą substancji o nazwie oktylotrietoksysilan.

Po nałożeniu obydwu warstw na panel przeprowadzono badania odbijania światła i hydrofobiczności materiału. Najlepsze wyniki, jeśli chodzi o antyrefleksyjność, powłoka osiągała przy świetle o falach długości 550 nm, wykazując przepuszczalność na poziomie 99%. Tymczasem szkło bez żadnej powłoki daje nam wynik 91%. Co z ilością odbitego światła? Wynalazek badaczy spowodował, że wynosiła ona zaledwie 0,15% w porównaniu z 8% w przypadku zwykłej szklanej powierzchni.

Testy hydrofobiczności również wypadły dobrze. W tym przypadku chodzi o to, aby osiągnąć jak najmniejszą energię powierzchniową. To ta wartość pokazuje, jak bardzo dany materiał jest wrażliwy na utrzymanie wody. Przedmioty z wyjątkowo dużą energią powierzchniową po prostu wchłaniają płyny. Te ze średnią tego nie robią, ale woda rozlewa się na ich powierzchni i potrzebny jest czas, aby wyschła lub spłynęła. Wyjątkowo mała energia powierzchniowa powoduje, że ciecz na danym materiale szybko zamienia się w okrągłą kroplę i łatwo spływa.

Testy hydrofobiczności w przypadku wynalazku Słowaków wypadły wyjątkowo dobrze. Energia powierzchniowa stworzonej przez nie powłoki wynosiła 25,48 milinewtonów na metr, a przy “gołym” szkle było to 48,5 milinewtonów na metr.

– Czytaj także: Testy paneli PV na torach trwają. Ciekawy pomysł włoskiej firmy

Źródła: pv-magazine.com, sciencedirect.com

Fot. Canva (jittawit.21, Xurzon, Chokniti Khongchum)

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.