Крупные солнечные электростанции обычно строятся в пустынях из-за обилия места, необходимого для установки тысяч панелей, которые производят энергию. Еще одно преимущество — редкость облачных дней, так что солнце почти всегда светит. Однако возникает значительная проблема: каждый день на поверхности солнечных панелей накапливается много песка и грязи, что снижает производительность.
Для частных домовладельцев достаточно просто промыть домашние солнечные панели шлангом или протереть щеткой. Но что делать, если речь идет о тысячах или даже миллионах панелей? Существуют ли рабочие бригады, которые каждый день под палящим солнцем чистят все это вручную?
Очистка водой
Очистка солнечных батарей водой на крупных солнечных электростанциях проводится без привлечения тысяч рабочих для ручной работы. Это объясняется огромными размерами участков, где установлены солнечные панели. Например, самая большая солнечная электростанция в мире Midong занимает 133,5 квадратных километра и включает более 5 миллионов солнечных панелей.
Чаще всего солнечные панели моют водой с использованием тяжелой техники или дронов. Вода эффективно удаляет все загрязнения, однако в условиях пустынь ее необходимо доставлять на специальных грузовиках, что связано с высокими затратами. Кроме того, вода должна быть абсолютно чистой, чтобы не оставлять на поверхности панелей отложений, которые сами по себе могут стать источником загрязнения.
По данным MIT Technology Review, каждый год на мытье солнечных панелей расходуется около 10 миллиардов галлонов воды, что достаточно для обеспечения питьевой водой примерно 2 миллионов человек. Таким образом, мытье солнечных панелей водой считается эффективным, но дорогостоящим методом.
Роботы для мойки
Для очистки солнечных панелей от пыли также применяется более экономичный метод — использование специализированной техники. По данным журнала IEEE Spectrum, на электростанции Shams 1, расположенной недалеко от Абу-Даби (ОАЭ), панели очищаются при помощи огромных щеток на роботизированных руках машин. Этот метод применяется для очистки 258 048 зеркал, занимающих площадь 2,5 квадратных километров. Руководство станции подчеркивает, что важно поддерживать отражательную способность панелей не ниже 85%, но не обязательно очищать их до идеального состояния.
На солнечных электростанциях также активно применяются роботы-пылесосы. В 2023 году компании Reiwa Engine и Enel Green Power разработали робота под названием Sandstorm, предназначенного для сухой очистки панелей. Для удаления пыли он использует специальные щетки и оборудован колесами с отличным сцеплением для передвижения. Аппарат способен передвигаться по поверхности панелей даже в случае их неровной установки и переходить с одной панели на другую на расстояние до 50 сантиметров.
На одной из крупнейших солнечных электростанций Noor Abu Dhabi, расположенной в пустыне на северо-востоке Эмирата Абу-Даби в ОАЭ, также используются роботы. Их количество превышает 1 400 штук — этого достаточно для ежедневной очистки 3,3 миллиона панелей дважды в день.
Покрытие от пыли и влаги
Хотя очистка водой и щетками эффективна, вода является дорогостоящим ресурсом, а щетки могут повреждать поверхности панелей, уменьшая их эффективность. Идеальным решением было бы предотвращение осаждения пыли на панелях. Ученые разработали также технологию, которая может помочь в этом вопросе.
В 2022 году группа инженеров из Массачусетского технологического института создала технологию очистки солнечных панелей с использованием электричества.
Идея оказалась простой: ученые предложили разместить под солнечными панелями электрические проводники, создающие над ними электрическое поле. Это поле передает заряд частицам пыли, а заряд самой батареи отталкивает их. Лабораторные тесты подтвердили работоспособность системы, которая способна эффективно очищать панели даже при влажности воздуха до 95%.
Кроме того, на протяжении многих лет солнечные панели обрабатываются гидрофобными растворами и антистатиком. Гидрофобные растворы отталкивают капли дождя и другие жидкости, а антистатики устраняют статический заряд, предотвращая притягивание пыли к панелям. Это эффективный способ увеличить срок службы солнечных панелей, однако без регулярной очистки одним из вышеуказанных методов не обойтись.