Ученые повысили эффективность солнечных батарей, научив их «потеть»

В настоящий момент объем мирового электричества на 3% покрывается за счет энергии Солнца – это 600 ГВт*ч. В ближайшие годы ее производство возрастет минимум в 5 раз. По большей части солнечные панели производят из кремния, преобразующего всего 20% энергии звезды. Остальная в основном превращается в тепло, которое нагревает батареи примерно до 40°C.

К сожалению, каждый градус выше 25 °C понижает эффективность панелей. А ведь один процент может дать экономическое преимущество в области, где инженеры бьются за каждую 0,1% КПД. Пытаясь эффективно охлаждать батареи, многие компании в наше время продают системы водного охлаждения, однако такая технология требует значительных расходов воды, а также наличие системы труб и насосов. Все это делает ее неэффективной в засушливых регионах.

Правда, есть и альтернативный вариант водяного охлаждения. Как сообщает журнал Science, за последние годы ученые нашли материалы, способные высасывать влагу из воздуха и конденсировать ее, получая питьевую воду. В частности, хорошие показатели демонстрирует гель, работающий ночью. Он состоит из смеси углеродных нанотрубок с полимерами внутри гидрофильной соли хлорида кальция. Когда днем температура поднимается, гель выделяет влагу.

Любопытно, но ученая группа Политехнического университета Гонконга придумала использовать конденсированную воду в качестве охлаждающего вещества для солнечных панелей. Так, исследователи наложили стандартный кремниевый чип на сантиметровый слой геля. По идее, днем желеобразное вещество использует тепло фотоэлемента для испарения жидкости, которую оно впитало за ночь. Но испаряясь, влага охлаждает уже саму солнечную панель.

Объем геля зависит в основном от относительной влажности. В засушливых регионах на 1 квадратный метр солнечных панелей требуется 1 кг геля. А там, где сыро, – всего 0,3 кг на ту же площадь.

В обоих случаях температура солнечной панели падает на 10 °C, а ее производительность повышается в среднем на 15%. Под открытым небом, когда есть ветер, КПД и вовсе может подняться на 19%.

До сих пор не ясно, как поведет себя гель под дождем: не вымоют ли осадки из него весь хлорид кальция. Исследователи собираются изучить этот вопрос и разработать второе поколение данного вещества.

Подготовил Максим КОЗЛОВ

Фото из открытых интернет-источников