Дослідники з Гонконгу розробили бюджетне гідрогелеве покриття, яке зменшує перегрів сонячних панелей і підвищує їх продуктивність та надійність.
Це рішення призначене для використання в зонах із підвищеною температурою, де локальний нагрів значно перевищує середні значення в інших частинах панелі. Перегрів є серйозною проблемою в фотоелектричних системах. За даними досліджень, такі камери скорочують вихідну потужність, можуть викликати поломки, довгострокову деградацію модулів та навіть загоряння. Згідно з дослідженнями, ці зони виявляються винуватцями близько 22% всіх відмов сонячних модулів за три роки експлуатації.
Покриття було створене в Гонконгському політехнічному університеті (PolyU).
Згідно з дослідженнями групи PolyU, впровадження охолоджувального гідрогелевого шару на панелях може знизити температуру в перегрітих зонах до 16 градусів за Цельсієм. Це зниження температури дозволяє збільшити вироблення електроенергії на 13% у лабораторних і польових умовах. Ця технологія не потребує змін в існуючих системах, вона є ефективною та зручною для простого використання, що робить її підходящою для міських умов. Наприклад, у Гонконзі та Сінгапурі очікується щорічне зростання виробництва електрики на 6,5% та 7% відповідно.
При впровадженні в системах, вбудованих у будівлі (BIPV), покриття здатне компенсувати майже половину втрат потужності через перегрів, з коротким терміном окупності 2-5 років.
Перегрів у сонячних системах є загальновідомою проблемою. Дослідження, проведене з участю понад 3,3 мільйона панелей, показало, що 36,5% з них зазнали теплових дефектів, і середня температура таких модулів перевищила 21 градус за Цельсієм. Ця температура призводить до прискореного старіння матеріалів та зниження продуктивності, що негативно впливає на довгострокову економічну ефективність сонячних систем.
Команда з PolyU поєднала природний полімер гідроксіетилцелюлозу з волокнистим матеріалом—базовою бавовняною ниткою—в матриці гідрогелю. Цей новий матеріал може компенсувати до 50% втрат енергії, зумовлених перегрівом у системах BIPV, а також вирішує проблеми, пов’язані з розтріскуванням та усадкою, що часто впливають на традиційні гідрогелі під час тривалого використання.
Старі гідрогелі можуть зазнавати об’ємної усадки до 46% за довготривалого використання, тоді як новий матеріал скорочує цей показник до 34%. Наразі команда планує подальше удосконалення технології випарного охолодження на базі гідрогелю, щоб сприяти більш широкому впровадженню нових фотоелектричних рішень.
