Da asporto chiave
- L'accumulo di polvere può ridurre l'efficienza dei pannelli solari.
- L'acqua è una risorsa troppo preziosa per mantenere i pannelli solari privi di polvere.
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I ricercatori hanno escogitato un meccanismo che utilizza cariche elettriche per far fuoriuscire la polvere dai pannelli.
L'abbondante luce solare e la terraferma rendono i deserti ideali per l'installazione di pannelli solari, ma hanno anche molta polvere, che ne riduce l'efficacia. Abbiamo bisogno di un nuovo modo per mantenere i pannelli solari privi di polvere.
L'acqua gioca un ruolo importante nel mantenere i pannelli privi di polvere, ma è una risorsa preziosa che è meglio utilizzata altrove. Nella loro ricerca di alternative migliori, i ricercatori del MIT hanno ideato un nuovo metodo di pulizia dei pannelli solari che utilizza cariche elettriche per respingere le particelle di polvere, facendole essenzialmente s altare dai pannelli.
"Il documento di ricerca è utile per il progresso continuo sul problema dello sporco fotovoltaico (fotovoltaico)", ha detto a Lifewire via e-mail Matthew Muller, ingegnere del PV Performance and Reliability Group presso il National Renewable Energy Laboratory (NREL),. "Il documento è ben scritto, è un passo utile nel lavoro a lungo termine per affrontare lo sporco fotovoltaico, e quindi alcuni degli esperimenti descritti sono molto utili per la comunità."
Mordi la polvere
Nel loro articolo, lo studente laureato del MIT Sreedath Panat e il professore di ingegneria meccanica Kripa Varanasi citano proiezioni che stimano che l'energia solare ammonterà al 10% della produzione globale di elettricità entro il 2030.
Sostengono che, nonostante i recenti miglioramenti nella tecnologia fotovoltaica per contribuire a migliorare l'efficienza dei pannelli solari, l'accumulo di polvere è una delle maggiori sfide operative per il settore.
La polvere, spiega Muller, atterra sul pannello solare a causa dei metodi di deposizione gravitazionale e di altro tipo. “Le particelle di polvere bloccano quindi la trasmissione della luce nella cella solare, causando quindi una riduzione di potenza per l'irraggiamento esterno dato. Vediamo che le perdite dovute allo sporco del fotovoltaico negli Stati Uniti vanno dallo 0 al 7%, mentre le perdite del 7% riguardano le regioni polverose del sud-ovest , ha spiegato Muller.
Inoltre, i ricercatori affermano che in ambienti difficili come nel mezzo di un deserto, la polvere si accumula a velocità prossime a 1 g/m2 al giorno e, se non viene pulita, può accumularsi fino a 3 mg/cm2 in meno un mese. Per metterlo in prospettiva, l'accumulo di polvere di 5 mg/cm2 corrisponde a quasi il 50 percento di perdita di potenza, condividono i ricercatori. Per dirla in termini monetari, affermano che una perdita media di potenza del 3-4 percento su scala globale equivale a una perdita economica di $ 3. Da 3 a 5,5 miliardi di dollari.
Non sorprende, quindi, che enormi quantità di risorse vengano spese per pulire i pannelli solari, a volte anche più volte al mese, a seconda della gravità delle condizioni di sporco.
Il metodo di pulizia più comune consiste nell'usare getti d'acqua pressurizzati e spray, che secondo i ricercatori possono contribuire fino al 10 percento dei costi operativi e di manutenzione dei parchi solari.
Altri ricercatori hanno calcolato che le centrali solari consumano da uno a cinque milioni di galloni di acqua per la pulizia ogni 100 MW di elettricità generata all'anno. Aumentato, ciò si traduce in un massimo di 10 miliardi di galloni d'acqua per la pulizia dei pannelli solari, che si stima siano sufficienti per soddisfare il fabbisogno idrico annuale di un massimo di 2 milioni di persone.
Fuga pulita?
La pulizia a secco è un' alternativa alla pulizia a base d'acqua, ma non è altrettanto efficace e corre il rischio di graffiare i pannelli e provocarne una riduzione irreversibile della loro efficacia.
La pulizia elettrostatica dei pannelli solari, che non utilizza acqua, né presenta i rischi di strofinamento dei contatti, è emersa come un' alternativa entusiasmante. Gli schermi elettrodinamici (EDS) sono i sistemi di rimozione della polvere elettrostatica più popolari e vengono utilizzati sul rover su Marte, sottolinea Muller.
Tuttavia, i ricercatori sostengono che ci sono diverse sfide per l'implementazione dell'EDS nei pannelli solari sulla Terra, come l'intrusione e l'accumulo di umidità, che potrebbero portare al cortocircuito elettrico degli elettrodi.
Il loro meccanismo proposto si basa sul metodo di pulizia elettrostatico esistente e utilizza cariche elettriche per far staccare e s altare le particelle di polvere dalla superficie dei pannelli. Il sistema può essere azionato automaticamente utilizzando un semplice motore elettrico e binari di guida lungo il lato del pannello.
La tecnologia è eccitante, ma è solo a livello di ricerca e quindi è molto lontana dall'essere commercialmente valida, ricorda Muller. Inoltre, aggiunge che i ricercatori hanno condotto test con polvere stradale, il che è un caso ideale.
"Nel mondo reale, il suolo può essere molto più complesso… e quindi il dispositivo potrebbe non funzionare in un certo numero di ambienti."
