Jak čistit solární panely v pouštních regionech bez vody? Elektrostatická úprava od MIT je vypráší

Nový systém tzv. elektromagnetické repulze, navržený inženýry Massachusettského technologického institutu (MIT), umožňuje čistit prachem a pískem zanesené solární panely tam, kde je voda vzácností. Objev posouvá možnosti solárních farem, protože tam, kde dosud měly ty nejlepší předpoklady k vysokému výkonu, byly současně nejvíce blokovány nečistotami. Solární panely jsou považovány za zdroj čisté a obnovitelné energie. Rozhodně se ale nedají považovat za zdroj zcela bezúdržbový. Pokud jsou dlouhodobě ponechány bez péče a čištění povrchu, jejích výkon se může výrazně snížit.

O kolik? To do značné míry záleží na tom, kde přesně jsou instalovány. Pokud blízko průmyslového závodu, velkého letiště, elektrárny, blízko železničního překladiště, u skladů nebo parkoviště kamionů, obchodního centra nebo prostě jen u frekventovanější silnice, spojky, dálnice, či blízko vegetace ve velkém produkující pyl, budou se znečišťovat více. A snížení jejich výkonu se může přepočítat na jednotky procent (obvykle 3,5–5 % za sezónu). V případě, že se prachu a nečistotám ponechá bez zásahu delší doba, případně se k nim ještě přidá ptačí trus, mohou to být po letech až desítky procent. Tím se pochopitelně dále snižuje výkon a oddaluje návratnost investice vložené do jejich pořízení.

Evropské řešení se v poušti nechytá

Na problém se znečištěním panelů výše zmíněnými zdroji nečistot už pochopitelně existuje delší dobu částečně uspokojivá odpověď. Tou je fakt, že panely pro americké i evropské instalace bývají, často už továrně, vybaveny ochranným povrchovým filmem, hydrofobním povlakem. Ten garantuje, že v případě deště kapky rychleji stékají po povrchu panelů, a berou s sebou i špínu. Řešení to není úplně vše-spasitelné, občasné čištění ostřikem nebo šetrným mytím je i tak žádáno. A navíc je tohle řešení skutečně nastaveno na míru jen evropskému a řekněme severoamerickému prostředí.

V zemích, kde mají solární elektrárny ten největší potenciál výkonu, řešení ochranným hydrofobním povlakem nefunguje. Protože tam prší zřídka, a voda na oplach je spíše vzácností. Na Arabském poloostrově, ve vyprahlých regionech severu Indie, u polopouští východní Číny a v nemalých částech Afriky, se také velmi často potýkají s písečnými a prachovými bouřemi. Jedna taková dokáže překrýt solární farmu takovou vrstvou prachu, že se výkon propadne směrem dolů o 17-25 %, a v případě opakování pak o 35 %. K takovým událostem přitom dochází i několikrát v horizontu jediného měsíce, a manuální čištění, oprašování nebo omývání se tu jeví krajně nerentabilní.

Čištění bez vody

Inženýři z MIT proto navrhli nový design ochranného povrchu, který funguje „v suchém prostředí“. Jejich nový systém samočištění řeší problém tím, že nahrazuje vodu elektrostatickým odpuzováním. „Ta otázka byla na stole velmi dlouho,“ podotýká profesor materiálového inženýringu, Kripa Varanasi. „Volba spojená s tím, že někde můžete mít buď čistou elektřinu, nebo čistou vodu k pití či zavlažování. Ale ne obojí.“

Proto do výzkumného projektu nekontaktního čištění solárních panelů zcela bez vody byly alokovány nemalé zdroje. Jeho výsledkem je třech letech návrh nového uspořádání povrchu solárního panelu, vybaveného nyní elektrodou (kovovou tyčí o šířce panelu, poháněné motorem), a novou ultra-tenkou folií z hliníku s příměsí oxidu zinečnatého. Když je třeba panel vyčistit, vytvoří se na kovové tyči elektrický náboj. Tyč pak těsně přejede po povrchu panelu, na pojezdové kolejnici. Přitom vytváří elektrické pole, které nabíjí prachové částice. Na fólii ale působí opačný elektrický náboj, který odpuzuje prachové částice. A ty „odskočí“ od povrchu.

V uspořádání, navrženém v MIT, by systém samočištění mohl fungovat bez lidského dohledu, na automatické bázi. Poháněn by přitom byl samotnou solární farmou.

Jediným funkčním limitem této technologie je, že potřebuje ke svému fungování relativní vlhkost vzduchu nejméně okolo 30 %. „V zásadě ale nejde o omezení v aplikaci, protože této podmínce vyhovuje drtivá většina polopouštních a pouštních regionů světa,“ dodává Varanasi. „I tam, kde je vzdušná vlhkost nízká, je možné systém čištění s úspěchem používat ráno a večer, poté, co se na panelu alespoň minimálně kondenzuje rosa.“

---

reklama

---