Icefobične površine za led, prolijevanje snijega u solarnoj skali

Američki istraživači razvili su sustav premaza za koji se tvrdi da učinkovito omogućuje ponovno, pasivno odbacivanje snijega i leda u solarnim elektranama u širokom rasponu temperatura ispod nule do -35 stupnjeva Celzija.

“Uz dodatna testiranja, naša tehnologija bi bila odmah primjenjiva na stvarne solarne instalacije,” dopisni autor istraživanja, Anish Tuteja, rekao je za pv magazin.“Uskoro planiramo raditi i proširene eksperimente, gdje će premaz biti testiran nekoliko godina na vanjskim solarnim panelima.”

50μm premaz se sastoji od optički prozirne površine koja pokazuje i iznimno nisku adheziju na površini leda i žilavost. Proizveden je korištenjem otopine ulja srednjeg lanca triglicerida (MCT) s težinskim udjelom od 60% mase za plastificiranje dva uobičajena industrijska polimerna polivinil klorida poznata kao MC2 i MC6, redom.

Dva rješenja testirana su u podskupu panela od 72 ćelije dimenzija 2x1 m na fotonaponskom sustavu povezanom s mrežom kojim je upravljala aljaska komunalna tvrtka u Fairbanksu tijekom zime 2019. i 2020. Kut nagiba instalacije postavljen je na 45 stupnjeva kako bi se olakšalo pada snijeg, a svih 16 modula korištenih za eksperiment bilo je opremljeno mikro-inverterima. Rješenja MC2 i MC6 primijenjena su na površinsko staklo modula i strukturni okvir.

Paneli su postavljeni četiri prema gore u pejzažnoj orijentaciji, a svaki stup, uključujući obložene ploče, bio je odvojen stupom u kojem se nalaze neobložene ploče.“Podaci o bacanju snijega prikupljeni su kamerom istraživačke klase koja je postavljena normalno na svaki niz i s vidnim poljem dovoljnim za snimanje cijelog niza eksperimentalnih ploča,” objasnili su znanstvenici.“Za nekoliko minuta, oba stupa MC2 i MC6 pokazali su ubrzano prolijevanje snijega, u odnosu na neobloženi kontrolni stup, sa smanjenom pokrivenošću snijegom za oko 61% odnosno približno 32% na MC2 i MC6 [obloženim pločama].”

Nasuprot tome, neobložene ploče ostale su potpuno prekrivene snijegom i ledom tijekom razdoblja testiranja i mogle su proizvesti gotovo nultu električnu energiju. Otklanjanje snijega uzrokovano vjetrom tijekom testiranja bilo je minimalno, jer su zabilježeni vjetrovi vrlo ograničene brzine.

Znanstvenici su otkrili da rješenje MC2 postiže najbolje performanse, što rezultira prosječnom pokrivenošću snijegom od samo 27,7%, dok je rješenje MC6 uspjelo postići prosječno 45,4%. Utvrđeno je da potonji imaju manju mehaničku čvrstoću, što je također dovelo do raslojavanja ploča. Prvi je zadržao performanse i stabilnost tijekom 77 dana eksperimenta.

Znanstvenici su naglasili da je tehnologija premaza sposobna izbaciti različite vrste snijega i leda i rekli su da se također može primijeniti na PV integrirane u zgrade.“Očekuje se da će materijalni troškovi biti prilično niski,” rekao je Tuteja za pv magazin.“Procijenio bih da su manje od 1 dolar po kvadratu.”

Nova tehnika je predložena u članku Olakšavanje prolijevanja snijega velikih razmjera iz solarnih polja u polju korištenjem ledenih površina s niskom međom čvrstoćom, objavljenom u Advanced Materials Technologies. Istraživačka skupina sastoji se od znanstvenika sa Sveučilišta Michigan, Sveučilišta Aljaske i američkog Ministarstva energetike's Sandia National Laboratories.