Sekret atrakcyjności nowego sposobu czyszczenia paneli tkwi w prostocie, bo nie wymaga żadnego źródła energii, żadnych drabin czy nawet ekip serwisowych. Wykorzystuje bowiem inne odnawialne źródło energii w postaci wiatru. Właśnie tak – dzięki nowej metodzie fotowoltaika może skorzystać z potęgi wiatru, który do tej pory był zarezerwowany dla turbin wiatrowych. Pozostaje więc najważniejsze pytanie – jak skutecznie powietrze może usuwać kurz? I na czym polega technologiczny przełom, który pozwolił przewyższyć wcześniejsze metody?
Ekologiczna i samowystarczalna nowa nadzieja dla zakurzonych paneli słonecznych
Zabrudzenie paneli fotowoltaicznych to nie tylko problem estetyczny. W zależności od klimatu i położenia intensywne zakurzenie może obniżyć wydajność nawet o 30% w ciągu zaledwie miesiąca. Trzeba więc walczyć z tym zanieczyszczeniem, ale z drugiej strony w wymagających regionach (pustyniach czy wysokich górach) samo czyszczenie wymaga ogromnych nakładów finansowych, transportu, a przede wszystkim wody i to w ilościach liczonych w miliardach litrów rocznie. Wody, która mogłaby naturalnie służyć ludziom.
Czytaj też: Kontrowersyjna megatama. Chiny budują rekordową hydroelektrownię, która zmieni nasz świat
Oczywiście specjaliści już wcześniej próbowali rozwiązać ten problem. Przykładowo, dotychczas stosowane rozwiązania walki z zanieczyszczeniem fotowoltaiki, takie jak ekranowanie elektrostatyczne (EDS), wykorzystują pole elektryczne do odpychania kurzu. Tyle tylko, że działanie takiego systemu wymaga zewnętrznego zasilania wysokim napięciem, co czyni je niepraktycznymi w odległych lokalizacjach czy instalacjach kosmicznych. Dlatego właśnie tak duże uznanie zdobył właśnie zespół badawczy z DGIST (Daegu Gyeongbuk Institute of Science & Technology) oraz Samsung Electronics, kierowany przez prof. Juhyucka Lee i dr. Wanchula Seunga. Opracował bowiem nowy system samooczyszczania, który działa całkowicie samodzielnie i na dodatek jest zasilany wyłącznie energią wiatru.
Sercem nowego rozwiązania jest obrotowy nanogenerator tryboelektryczny (RTENG), przekształcający energię mechaniczną z podmuchów wiatru w prąd elektryczny. Prawdziwa innowacja polega jednak na połączeniu RTENG z trójfazowym układem EDS, a to wzorem elektrod, które kierunkowo usuwają kurz z powierzchni panelu. Pierwotnie prototypy jednowazowe z 2024 roku powodowały jedynie oscylacyjne poruszanie się pyłu tam i z powrotem, licząc na grawitację. Ich skuteczność zależała od kąta nachylenia paneli, ale oto nowa konstrukcja z trójfazowym polem generuje siłę jednokierunkową, która przesuwa cząsteczki kurzu niezależnie od pozycji instalacji.
Czytaj też: Opakowali akumulator samochodowy w drewno i pokonali Teslę. Zaskakujące wyniki
W testach laboratoryjnych system osiągał napięcia rzędu nawet 1383 V i usuwał ponad 83% nagromadzonego pyłu, czyli o 60% więcej od wersji jednofazowych. Po oczyszczeniu panele odzyskały do 96% pierwotnej sprawności konwersji energii (PCE). W praktyce oznacza to mniej wymian, mniej pracy ręcznej i większą stabilność produkcji energii, co jest szczególnie ważne w miejscach odległych, pustynnych lub pozbawionych dostępu do zasobów wodnych. Przy skali globalnych instalacji fotowoltaicznych potencjalne oszczędności są ogromne. Technologia ta ma największy potencjał w miejscach, gdzie regularne czyszczenie jest niemal niemożliwe, czyli na pustyniach, w wysokich górach, a może kiedyś na Księżycu czy Marsie, czyli tam, gdzie dostęp do wody i ludzi serwisujących panele jest całkowicie nierealny.
Czytaj też: Fotowoltaiczny przełom. Nie uwierzysz, co zużyte panele słoneczne mogą zrobić dla klimatu
Samowystarczalna, ekologiczna i zgodna z ideą zrównoważonej energii – tego typu metoda czyszczenia fotowoltaiki brzmi jak idealne rozwiązanie. Tyle tylko, ze wciąż pozostaje wiele pytań, a w tym: jak trwałe będzie połączenie RTENG i EDS w ekstremalnych warunkach? Czy system poradzi sobie podczas burz piaskowych, mrozów czy oblodzenia? Jak często trzeba będzie go serwisować? A co najważniejsze, jakie będą rzeczywiste koszty (zarówno zakupu, jak i eksploatacji) w porównaniu do tradycyjnych metod? Odpowiedzi poznamy dopiero wtedy, gdy technologia wyjdzie z laboratoriów na rzeczywiste farmy słoneczne.