На СЭС, особенно в пыльных местах мира, таких как Аравийский полуостров или некоторые районы Индии и Китая, загрязнение воздуха обходится солнечной энергетике в десятки миллиардов долларов ежегодно.
Когда частицы из воздуха оседают на поверхности солнечных панелей, они ограничивают их энергетический потенциал. Рабочие с мыльными щетками могут убрать грязь с панелей, так же, как вы можете очистить лобовое стекло на автомойке. Но во многих из этих областей воды не хватает, а очистка стоит дорого, поэтому есть компромисс: тратить драгоценные ресурсы и труд или жертвовать эффективным производством солнечной энергии.
Пыль против солнечной энергии
Инженеры-экологи в лаборатории профессора Майка Бергина пытаются выяснить, как СЭС могут наилучшим образом справиться с этим компромиссом, разработав график, по которому можно наиболее эффективно очищать панели. По словам Майкла Валерино, более глубокое понимание того, что именно оседает на солнечные батареи, как это влияет на производство энергии и как эти эффекты меняются в зависимости от региона в течение года, может помочь в наиболее эффективном графике очистки.
Для этого инженеры изучают всевозможные изображения солнечных панелей. Большинство из них изучаются на недорогих цифровых микроскопах, которые позволяют им видеть, сколько поверхности затенено пылью, действуя как недорогой датчик загрязнения. Но они также используют более совершенные оптические микроскопы, доступные в Базовом центре световой микроскопии Duke и сканирующем электронном микроскопе или SEM, размещенном в инструментальном центре Duke's Shared Materials Instrument, чтобы приблизить изображение крошечных частиц, которые покрывают панели.
«Мы используем передовую оптическую микроскопию для анализа размеров», - сказал Валерино. «SEM дает нам информацию о размере, форме и составе частиц, что, в свою очередь, дает нам довольно хорошее представление о том, откуда они появились - будь то пыль из пустыни или частицы от выбросов автотранспорта», - сказал Валерино. Затем он использует энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию, чтобы получить больше информации о составе частиц, основываясь на электронах, которые выбрасывают частицы при воздействии рентгеновских лучей.
Валерино сказал, что просмотр загрязненных поверхностей с помощью SEM в разное время года дает группе лучшее представление о том, как эти факторы приводят к потерям энергии, поскольку такие факторы, как влажность, могут изменять размер, форму, распределение и даже состав частиц на поверхности. Например, сразу после небольшого дождя частицы могут стать более липкими и их будет труднее удалить.
Валерино увеличивает частицы в 2000, 5000 или даже 8000 раз по сравнению с их фактическим размером, чтобы получить наилучший вид.
Источник Эконет.ру