Ученые предлагают использовать солнечные панели для сбора воды

Ученые предложили использовать радиационное охлаждение солнечных батарей для сбора воды.

Такое решение разработали исследователи из юго-восточного университета Китая, Дубайского управления по электричеству и водоснабжению (DEWA) и Стэнфордского университета США, научная работа опубликована в издании Journal of Renewable and Sustainable Energy, передает ecotechnica.com.ua.

«С помощью теоретического анализа мы определили соответствующий диапазон температуры и влажности для ночного сбора воды с помощью солнечных панелей, а также мы обрисовали потенциал сбора воды в различных условиях, – заявила исследовательская группа. – Полученную воду можно задействовать для очистки самих фотомодулей или для различных целей, связанных с агровольтаикой».

В предлагаемой учеными системе слой, обеспечивающий радиационное охлаждение, находится на передней стороне фотоэлектрических панелей, а сбор воды осуществляется с помощью труб, расположенных на их нижнем крае. Такая конструкция, по утверждению исследователей, может также использоваться для несложной модернизации существующих фотоэлектрических установок.

В разработке применены радиатор в виде черного тела, селективный излучатель с рабочей длиной волны 8-13 мкм и излучатель с идеальной спектрально-угловой селективностью. Их сочетание позволило добиться расширенного диапазона влажности и температуры, при которых система способна эффективно работать.

Селективные излучатели представлены фотонными метаповерхностями. Они используются для снижения температуры водяного пара до точки росы и поглощения тепла, выделяющегося при конденсации воды. По словам исследователей, примененная технология позволила увеличить излучение от фотопанели в инфракрасном спектре без ухудшения пропускания солнечного света.

“Полученная спектральная характеристика показывает наличие потенциала для снижения рабочей температуры солнечной батареи в дневное время более чем на 8 °C и увеличения абсолютной эффективности фотопанели на 1%, — пояснили ученые. – Таким образом, это может быть полезно как для ночного сбора воды, так и для повышения производительности солнечных элементов днем».

Для запуска в новой системе процесса конденсации влаги необходимы температура окружающей среды 10 °C и относительная влажность воздуха более 69,6%.

“В случае использования стандартной фотоэлектрической панели образование воды происходит в течение большей части дней с октября по апрель, когда температура окружающей среды низкая, а относительная влажность высокая”, — пояснили ученые.

Исследование проводилось в течение года в дубайском солнечном парке Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума, в котором DEWA постоянно тестирует различные технологии в сфере солнечной энергетики. Еженедельно с помощью такой системы в солнечном парке Дубая можно получать 261 мл воды с каждого квадратного метра поверхности фотомодулей. “Более того, этот показатель можно значительно увеличить, до 681 мл/м2, путем дальнейшего повышения коэффициента излучения», — подытожила исследовательская группа.

Источник