Солнечные панели приспособили для получения влаги из воздуха - «Новости Электроники»

Исследователи из Юго-восточного университета Китая, Дубайского управления по электричеству и водоснабжению (DEWA) и Стэнфордского университета США предложили использовать радиационное охлаждение солнечных батарей для сбора воды. Ее, по мнению ученых, можно задействовать для очистки самих

«С помощью теоретического анализа мы определили подходящий диапазон температуры и влажности для ночного сбора воды с помощью солнечных панелей, а также мы обрисовали потенциал сбора воды в различных условиях», — заявила исследовательская группа.

Исследование проводилось в течение года в дубайском солнечном парке Мохаммеда бин Рашида Аль Мактума, в котором DEWA постоянно тестирует различные технологии в области солнечной энергетики. Научная работа опубликована в издании Journal of Renewable and Sustainable Energy.

В предлагаемой учеными системе слой, обеспечивающий радиационное охлаждение, находится на передней стороне фотоэлектрических панелей, а сбор воды осуществляется при помощи труб, расположенных на их нижнем крае. Такая конструкция, по утверждению исследователей, может также использоваться для несложной модернизации существующих фотоэлектрических установок.

В разработке применены радиатор в виде черного тела, селективный излучатель с рабочей длиной волны 8–13 мкм и излучатель с идеальной спектрально-угловой селективностью. Их сочетание позволило добиться расширенного диапазона влажности и температуры, при которых система способна эффективно работать.

Селективные излучатели представлены фотонными метаповерхностями. Они используются для понижения температуры водяного пара до точки росы и поглощения тепла, выделяющегося во время конденсации воды. По словам исследователей, примененная технология позволила увеличить излучение от фотопанели в инфракрасном спектре без ухудшения пропускания солнечного света.

«Полученная спектральная характеристика показывает наличие потенциала для снижения рабочей температуры солнечной батареи в дневное время более чем на 8 °C и увеличения абсолютной эффективности фотопанели на 1%, — пояснили ученые. — Следовательно, это может быть полезно как для ночного сбора воды, так и для повышения производительности солнечных элементов днем».

Для запуска в новой системе процесса конденсации влаги необходимы температура окружающей среды 10 °C и относительная влажность воздуха более 69,6%.

«В случае использования стандартной фотоэлектрической панели образование воды происходит в течение большей части дней с октября по апрель, когда температура окружающей среды низкая, а относительная влажность высокая», — пояснили ученые.

Еженедельно с помощью такой системы в солнечном парке Дубая можно получать 261 мл воды с каждого квадратного метра поверхности фотомодулей. «Более того, этот показатель можно значительно увеличить, до 681 мл/м², путем дальнейшего повышения коэффициента излучения», — заключила исследовательская группа.

Читайте также: Система опреснения воды на солнечной энергии признана самым выдающимся проектом 2020 года

Источник: acs.org