Солнечные панели приспособили для получения влаги из воздуха

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 фотомодулей или для различных целей, связанных с агровольтаикой.

«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.

Солнечные панели приспособили для получения влаги из воздуха

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.

По материалам: ecotechnica.com.ua