Специалисты из Института катализа СО РАН в сотрудничестве с коллегами из Китая разрабатывают комбинированную технологию эффективного охлаждения солнечных панелей, извлечения воды из атмосферы с помощью композиционных адсорбентов и получения водорода.
При эксплуатации фотоэлектрических модулей возникает серьёзная проблема – перегрев фотоэлементов, из-за чего они вырабатывают меньше электроэнергии и даже иногда выходят из строя. Для охлаждения элементов в принципе можно использовать циркуляцию воздуха, воды, специальные гели, термоэлектрические системы и другие решения. Учёные из Института катализа предложили комплекс, который не просто отводит тепло от модулей, но и извлекает влагу из воздуха, а также позволяет производить водород, то есть экологически чистое топливо.
Предложено к тыльной стороне модуля приложить матрицу, заполненную адсорбентом на основе неорганической соли. В качестве матрицы можно взять ткань из активированного углеродного волокна, гидрогель, металл-органические каркасные полимеры. Ночью адсорбент будет поглощать влагу из атмосферы. Днем, нагреваясь от солнечной панели, он выделяет воду, которая испаряется, тем самым охлаждая панель. При этом пар конденсируется в воду, которую можно собрать, чтобы использовать в бытовых целях или для производства водорода.
«Адсорбционно-десорбционное охлаждение фотоэлектрических панелей позволяет не только эффективно отводить от них тепло, но и рационально использовать электро- и тепловую энергию: вода извлекается из воздуха ночью, затем испаряется, охлаждая панели, и конденсируется – и из неё можно получать водород. Мы работаем с коллегами из Шанхайского университета Цзяотун и Городского университета Хачжоу. Наша часть проекта – разработка материала для адсорбции влаги из атмосферы и отведения тепла от фотоэлектрических элементов, а их – конструирование устройства и последующее выделение водорода путём электролиза собранной воды», – рассказала Анастасия Черпакова, младший научный сотрудник отдела нетрадиционных каталитических процессов и Центра компетенций «Водород как основа низкоуглеродной экономики».
Композитный адсорбент представляет собой пористую углеродную ткань (см. фото со сканирующего электронного микроскопа), обработанную солью, например, нитратом лития, и высушенную при температуре 160 °C. Особенность разработанного в ИК СО РАН материала – настройка под узкий температурный диапазон (25–50 °C). Именно она обеспечит эффективное охлаждение фотоэлектрических модулей, извлечение воды днём и регенерацию адсорбента ночью.
Теги: солнечная электростанция может заодно вырабатывать воду, российско-китайское сотрудничество в области возобновляемой энергетики, интересные комплексные решения для СЭС.
______________________________
Спасибо за ваши комментарии и лайки. Нам важно, что вы нас читаете.