W ostatnich latach technologia fotowoltaiczna rozwija się w szybkim tempie, dążąc do maksymalizacji efektywności energetycznej paneli słonecznych. Panele hydrofobowe to przełomowe odkrycie badaczy z Uniwersytetu Trenczyńskiego w Słowacji stanowi ważny krok w tej dziedzinie. Zespół naukowców opracował nową powłokę, która znacząco poprawia wydajność paneli PV.
Innowacyjna technologia ze Słowacji
Generalnie, panele fotowoltaiczne powinny odbijać jak najmniej światła, aby większa część promieniowania mogła zostać przetworzona na energię elektryczną. Woda na powierzchni paneli jest problematyczna, ponieważ rozprasza światło i szybko się nagrzewa, co obniża wydajność paneli, które nie tolerują wysokich temperatur.
Powłoka jest hydrofobowa i antyrefleksyjna, co pozwala na lepsze zatrzymywanie światła oraz skuteczne odpieranie wody i zanieczyszczeń. Głównym składnikiem jest tlenek krzemu, który poprawia właściwości optyczne i trwałość paneli. Dzięki temu panele mogą działać bardziej wydajnie w różnych warunkach atmosferycznych, co ma potencjał do znacznego obniżenia kosztów energii słonecznej i zwiększenia jej dostępności.
Powłoka hydrofobowa – czym są panele hydrofobowe?
Nowa powłoka została stworzona metodą zol-żel, polegającą na zanurzaniu obiektu w specjalnym roztworze. Badacze połączyli tlenki krzemu i tytanu, tworząc dolną warstwę powłoki, natomiast górna warstwa składa się z tlenku krzemu zmodyfikowanego oktylotrietoksysilanem.
Istotnym elementem nowej powłoki jest tlenek krzemu. Materiał ten znany jest ze swoich doskonałych właściwości optycznych i mechanicznych. W kontekście fotowoltaiki, tlenek krzemu pomaga zwiększyć zdolność paneli do absorpcji światła, jednocześnie chroniąc je przed uszkodzeniami mechanicznymi i degradacją spowodowaną czynnikami atmosferycznymi. Dzięki temu panele hydrofobowe stają się bardziej trwałe i wydajne, co przekłada się na dłuższą żywotność i lepszą efektywność energetyczną.
Przeprowadzone testy wykazały, że powłoka osiąga najlepsze wyniki antyrefleksyjne przy świetle o długości fali 550 nm, z przepuszczalnością na poziomie 99%, w porównaniu do 91% dla szkła bez powłoki. Ilość odbitego światła wynosiła tylko 0,15% w porównaniu z 8% dla zwykłego szkła.
Wyniki testów na hydrofobowość:
Testy hydrofobowości również były pozytywne. Powłoka miała niską energię powierzchniową wynoszącą 25,48 milinewtonów na metr, w porównaniu do 48,5 milinewtonów na metr dla szkła bez powłoki. Niska energia powierzchniowa oznacza, że woda szybko formuje krople i spływa z powierzchni.
Jakie są właściwości paneli hydrofobowych?
- Wyższa wydajność energetyczna – panele z powłoką mogą generować więcej energii nawet w trudnych warunkach atmosferycznych.
- Niższe koszty eksploatacji – dzięki mniejszej podatności na zabrudzenia i uszkodzenia, panele hydrofobowe wymagają mniej częstego czyszczenia i konserwacji.
- Dłuższa żywotność paneli – ochrona przed uszkodzeniami mechanicznymi i korozją wydłuża okres efektywnego działania paneli.
Gdzie mogą być stosowane panele hydrofobowe?
Innowacyjna powłoka ma szerokie zastosowanie w różnych sektorach. Może być używana zarówno w małych instalacjach domowych, jak i w dużych farmach fotowoltaicznych. Jej wdrożenie na szeroką skalę może przyczynić się do znacznego obniżenia kosztów produkcji energii słonecznej oraz zwiększenia jej dostępności dla szerszego grona odbiorców.
Badania nad nowymi technologiami w dziedzinie fotowoltaiki są kluczowe dla przyszłości energetyki odnawialnej. Wprowadzenie bardziej wydajnych i trwałych paneli PV jest nie tylko korzystne ekonomicznie, ale także ekologicznie, przyczyniając się do redukcji emisji CO2 i walki z globalnym ociepleniem.
Podsumowanie
Odkrycie słowackich naukowców może znacząco poprawić działanie paneli fotowoltaicznych, zwiększając ich wydajność i trwałość dzięki nowatorskiej hydrofobowej powłoce antyrefleksyjnej. Nie będzie już potrzeby korzystania z impregnatów do paneli – panele hydrofobowe właściwości takiego specyfiku będą posiadały wychodząc z fabryki.
