Исследователь из Хьюстонского университета разработал самоочищающееся покрытие для солнечных панелей

Ученый из Хьюстонского университета разработал покрытие для гелиоустановок на основе наночастиц, которое позволяет легче поддерживать панели в чистоте, сохраняя их производительность на более длительный период и сокращая затраты на их обслуживание и эксплуатацию.

Заявленное на патент покрытие, разработанное профессором физики Шеймасом Карреном, директором Института наноэнергии при Хьюстонском университете, успешно прошло испытания в Дублинском институте технологий и подвергнется полевым исследованиям, проводимым конструкторской фирмой в Северной Каролине.

По словам Каррена, июньские испытания в Ирландии и полевое исследование, проводимое компанией «LivingstonandHaven» в городе Шарлотт (Северная Каролина), поспособствуют промышленному внедрению нового нанопокрытия и связанных с его производством технологий. Демонстрация покрытия состоялась на прошлой неделе на территории компании «LivingstonandHaven».

Самоочищающийся наногидрофобный слой (SCNH107TM) был лицензирован энергетической компанией «C-Voltaics», основанной на базе Хьюстонского университета. Деятельность «C-Voltaics» направлена на производство  экологически чистой энергии для использования частными предприятиями и общенациональной сетью. Представители компании планируют завоевать нишу на рынке для своего покрытия и установки «StormCell» - мобильного генератора с уникальным дизайном и техническими характеристиками, также разработанными Карреном.

Чтобы эффективно аккумулировать солнечный свет, гелиоустановки должны иметь чистую поверхность, однако они часто загрязняются пылью, каплями воды, пыльцой и другими частицами. Покрытие Каррена служит барьером против этих загрязнителей. Оно отталкивает пыльцу, воду и пыль, не ухудшая способности солнечной панели поглощать солнечный свет. Новый защитный нанослой может поддерживать водоотталкивающие свойства поверхности на протяжении нескольких лет, снижая затраты на обслуживание гелиоустановки.

«Загрязнения на поверхности солнечной панели могут привести к снижению ее производительности почти на 30%, - утверждает Каррен. – Наше покрытие позволяет энергоустановке очищаться практически самостоятельно».

Хотя нанопокрытие создавалось специально для солнечных панелей, Каррен считает, что его также можно будет использовать в качестве антикоррозийной защиты на других поверхностях.

Хьюстонский университет является держателем акций компании «C-Voltaics» и делает акцент на разработке технологий, позволяющих сократить расходы на обслуживание и эксплуатацию гелиоустановок, являющихся одной из ключевых проблем в производстве и хранении солнечной энергии.

 «Именно так технология выходит за рамки лабораторных исследований и становится достоянием общественности, изменяя экономику страны», - заявляет глава Института наноэнергии.

Каррен разработал покрытие, одновременно занимаясь созданием мобильного генератора, работающего на солнечной энергии и предназначенного для домашнего и коммерческого использования.

Разработка Карреном системы «StormCell» непосредственно связано с опытом, пережитым семьей ученого во время урагана Айк в сентябре 2008 года. Каррен, его жена и трое маленьких сыновей запаслись провизией и спрятались в доме, в то время как ураган приближался к побережью Техаса. На следующее утро ураган покинул территорию штата, оставив дом нетронутым, но лишенным энергоснабжения.

 «Моя жена сказала мне: «Как долго ты занимаешься вопросами солнечной энергетики? Солнце светит, но у нас все равно нет электричества. Почему бы тебе не построить нам переносную солнечную установку на случай урагана?». Исполнительный супруг сделал то, о чем его просили.

Работающая на солнечной энергии установка «StormCell» работает по принципу дизельного генератора, но  гораздо тише дизеля и не производит вредоносных выбросов. Она представляет собой квадратный контейнер, к которому прикреплены солнечные панели на выдвижных кронштейнах – они  могут быть развернуты вручную, а потом помещены внутрь контейнера.

Установка, созданная Карреном и его коллегами, производит от 2 до 5 киловатт энергии и заряжает батарею резервного электропитания. Такого количества энергии достаточно для обеспечения работы системы кондиционирования воздуха, освещения и телевизора в доме. Однако специалисты компании «LivingstonandHaven» создали еще большую установку, которая может снабжать энергией дом площадью 3000 квадратных футов  (278 квадратных метров). По словам Каррена, генератор может получить и промышленное применение – например, в местах разработки месторождений нефти и газа, а также на фермах.

Генераторная система будет совместно проектироваться и продаваться компаниями «C-Voltaics» и «LivingstonandHaven».

Шеймас Каррен занимается разработками в области солнечной энергетики уже много лет – он ищет способы повышения производительности тонкопленочных солнечных панелей и эффективности хранения энергии. Тонкопленочные солнечные элементы легки, прочны и просты в использовании. Исследователи пытаются усовершенствовать методы хранения производимого ими электричества, чтобы они могли конкурировать с кремниевыми аналогами.

Каррен также является автором нескольких технических новшеств, которые помогут в создании солнечных панелей нового поколения. Все эти устройства сделаны из пластика – в отличие от уже существующих установок на основе кремния и металлических сплавов, которые занимают много места и дорого стоят.

EnergyDaily, перевод с английского – Наталья Пристром