מזונות חשובים
- הצטברות אבק יכולה להפחית את היעילות של פאנלים סולאריים.
- מים הם משאב יקר מדי בשביל לשמור על פאנלים סולאריים נקיים מאבק.
-
חוקרים המציאו מנגנון שמשתמש במטענים חשמליים כדי לגרום לאבק לזנק מהלוחות.
שפע של אור שמש ואדמה הופכים את המדבריות לאידיאליים להתקנת פאנלים סולאריים, אבל יש בהם גם הרבה אבק, מה שמפחית את יעילותם. אנחנו צריכים דרך חדשה לשמור על פאנלים סולאריים נקיים מאבק.
מים ממלאים תפקיד חשוב בשמירה על הפאנלים נקיים מאבק, אבל זה משאב יקר שמנוצל טוב יותר במקומות אחרים. בחיפושיהם אחר חלופות טובות יותר, חוקרי MIT המציאו שיטת ניקוי פאנלים סולאריים חדשה המשתמשת במטענים חשמליים כדי לדחות את חלקיקי האבק, ובעצם גורמת להם לקפוץ מהפנלים.
"מאמר המחקר שימושי להתקדמות מתמשכת בבעיית הלכלוך PV (פוטו-וולטאיים), " אמר מתיו מולר, מהנדס בקבוצת ביצועים ואמינות PV במעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL), ל-Lifewire באימייל. "המאמר כתוב היטב, הוא צעד שימושי בעבודה ארוכת הטווח לטיפול בלכלוך PV, ולכן חלק מהניסויים המתוארים מועילים מאוד לקהילה."
Bite the Dust
בעבודה שלהם, סטודנטית לתואר שני ב-MIT, סרידאת' פנאט ופרופסור להנדסת מכונות קריפה ורנאסי, מצטטים תחזיות שמעריכות שהאנרגיה הסולארית תסתכם ב-10% מייצור החשמל העולמי עד 2030.
הם טוענים שלמרות השיפורים האחרונים בטכנולוגיית PV כדי לעזור לשפר את היעילות של פאנלים סולאריים, הצטברות אבק היא אחד האתגרים התפעוליים הגדולים ביותר של התעשייה.
אבק, מסביר מולר, נוחת על הפאנל הסולארי עקב שיטות כבידה ואחרות. "חלקיקי האבק חוסמים את העברת האור לתוך התא הסולארי, ומכאן גורמים להפחתת הספק עבור הקרינה החיצונית הנתונה. אנו רואים הפסדים מלכלוך PV בארה"ב נעים בין 0-7% כאשר הפסדים של 7% הם עבור אזורים מאובקים בדרום מערב", הסביר מולר.
יתרה מכך, החוקרים מצהירים שבסביבות קשות כמו באמצע מדבר, אבק מצטבר בקצבים הקרובים ל-1 גרם/מ"ר ליום, ואם לא מנקים אותו, יכול להיערם עד 3 מ"ג/סמ"ר בתחתית חודש. כדי לשים את זה בפרספקטיבה, הצטברות אבק של 5 מ"ג/סמ"ר תואמת לכמעט 50 אחוז הפסד בתפוקת הכוח, משתפים החוקרים. אם לומר זאת במונחים כספיים, הם אומרים שאובדן כוח ממוצע של 3-4 אחוזים בקנה מידה עולמי מסתכם בהפסד כלכלי של 3 דולר.3 עד 5.5 מיליארד דולר.
אין הפתעה, אם כן, שכמויות אדירות של משאבים מושקעות בניקוי הפאנלים הסולאריים, לפעמים אפילו כמה פעמים בחודש, תלוי בחומרת תנאי הלכלוך.
שיטת הניקוי הנפוצה ביותר היא שימוש בסילוני מים בלחץ ותרסיסים, שלהערכת החוקרים יכולים לתרום עד 10 אחוז מעלות התפעול והתחזוקה של חוות סולאריות.
חוקרים אחרים חישבו שתחנות כוח סולאריות צורכות כמיליון עד חמישה מיליון גלונים של מים לניקוי לכל 100 מגה-וואט של חשמל מופק בשנה. בקנה מידה גדול, זה מתורגם לעד 10 מיליארד גלונים של מים למטרות ניקוי פאנלים סולאריים, שלפי הערכות זה מספיק כדי לספק את צורכי המים השנתי של עד 2 מיליון אנשים.
Clean Taway?
קרצוף יבש הוא חלופה אחת לניקוי על בסיס מים, אבל זה לא כל כך יעיל ומסכן לשרוט את הלוחות ולגרום להפחתה בלתי הפיכה ביעילותם.
ניקוי פאנלים סולאריים אלקטרוסטטי, שאינו משתמש במים, וגם לא הסיכונים של קרצוף מגע, הופיע כחלופה מרגשת. מסכים אלקטרודינמיים (EDS) הם המערכות הפופולריות ביותר להסרת אבק אלקטרוסטטי, ואלה משמשות ברובר מאדים, מציין מולר.
עם זאת, החוקרים טוענים שיש כמה אתגרים להטמעת EDS בפאנלים סולאריים על פני כדור הארץ, כמו חדירת לחות והצטברות, מה שעלול להוביל בסופו של דבר לקצר חשמלי של האלקטרודות.
המנגנון המוצע שלהם מתבסס על שיטת הניקוי האלקטרוסטטית הקיימת ומשתמש במטענים חשמליים כדי לגרום לחלקיקי אבק להתנתק ולזנק מפני השטח של הלוחות. המערכת ניתנת להפעלה אוטומטית באמצעות מנוע חשמלי פשוט ומסילות הדרכה לאורך צד הפאנל.
הטכנולוגיה מרגשת, אבל היא רק ברמת המחקר ולכן היא רחוקה מלהיות כדאית מבחינה מסחרית, מזכיר מולר. יתר על כן, הוא מוסיף כי החוקרים ערכו בדיקות עם אבק דרכים, וזה מקרה אידיאלי.
"בעולם האמיתי, אדמה יכולה להיות הרבה יותר מורכבת… ומכאן שהמכשיר לא יעבוד במספר סביבות."
