Дръзката идея пустините да захранват целия свят с електроенергия от слънчеви панели е една крачка по-близо до реализация (снимка: CC0 Public Domain)
Изследователи от Мароко са изработили прототипни модули на слънчеви панели, оптимизирани за пустинен климат. Те осигуряват 5,8% подобрение в коефициента на производителност, 1,95% увеличение на ефективността и намалена температурна чувствителност, в сравнение със стандартните модули.
Помните ли твърденията, че целият свят може да се захранва със слънчева електроенергия, ако покрием само пустинята Сахара с фотоволтаици? Е да, но фотоволтаиците не работят много добре в пустинни условия. Жегата намалява производителността им, прах засипва повърхността им и общо взето всичко спъва работата им.
Сега изследователи от университета Мохамед Първи в Мароко са изработили прототипни модули, оптимизирани за пустинен климат. Техният така наречен „пустинен модул“ осигурява 5,8% подобрение в коефициента на производителност и 1,95% увеличение на ефективността, а също така намалена температурна чувствителност с 0,85%, в сравнение със стандартните модули.
„Най-предизвикателният аспект на това проучване е изборът на оптималната конфигурация за конструиране на пустинния модул“, казва Ахмед Алами Меруни, автор и ръководител на изследователския проект.
Съображенията за избор на материал и дизайн се основават на предишни изследвания на института в областта на разграждането при различните фотоволтаични технологии в пустинни и полусухи условия, наред с преглед на литературата за определяне на често срещаните повреди, за които се съобщава на база инсталации в други региони с горещ сух климат.
Анализът довел до конфигурация на пустинен фотоволтаичен модул, който се основава на 120 монокристални клетки с пасивен емитер със задни контакти (PERC). Технологията е избрана поради своята „висока толерантност към горещи точки и засенчване, причинено от частично отлагане на прах“, както и лекотата на работа по време на процеса на ламиниране.
Учените заложили на 3,2 мм соларно стъкло с антирефлексно покритие за предния капак, както и на „високопроизводителен“ заден лист. Полиолефиновите капсуланти са предпочетени поради „високата устойчивост и стабилност срещу интензивно UV лъчение“.
„Тази конфигурация подобрява производителността на модула, повишава устойчивостта на замърсяване и демонстрира значителна издръжливост срещу абразия. Също така позволява използване на методи за химическо чистене, допринасяйки за пестенето на вода и намалявайки разходите за операции и поддръжка“, обясни Алами Меруни.
Референтният фотоволтаичен панел е произведен с подобен капацитет, включващ 60 цялостни клетки от монокристален силиций по PERC технология, капсулирани с етилен винилацетат (EVA). Предното стъкло е с антирефлексно покритие, докато за задната страна е използван стандартен заден лист.
За да гарантира, че произведените модули нямат никакви производствени дефекти, разработчикът е провел тестове на закрито, включително флаш- и електролуминесцентни тестове, базирани на стандарта IEC 60904. След това са проведени изпитания на открито за период от 8 месеца, от април до ноември, в полупустинната област Бенгерир.
Фотоволтаичните панели са били изложени не значително количество дневно слънчево облъчване, вариращо от 5,85 kWh/m² до 6,56 kWh/m². И накрая е направен икономически анализ, оценяващ средната производствена цена на електричеството чрез симулиране на мощността на 40 MW електроцентрала.
В крайна сметка отчетът сочи, че пустинният модул се радва на 5,8% подобрение в коефициента на производителност, 1,95% увеличение на ефективността и намалена температурна чувствителност с 0,85% в сравнение със стандартните модули.
„Освен това пустинният модул демонстрира намаление с 4,44% на изравнената цена на електроенергия, в сравнение с конвенционалния модул, позиционирайки се като икономически по-жизнеспособна опция за широкомащабно генериране на енергия в пустинна среда“, отбелязват изследователите.
Разработката бе публикувана в едно от най-авторитетните издания в областта на енергийните технологии – Applied Energy Journal. Изследването в тази област ще продължи, подсказаха авторите на проекта.
Разработването на фотоволтаичен модул, „специално проектиран за пустинна среда“, може да удължи гаранционния период, казва Алами Меруни, което от своя страна може да „насърчи заинтересованите страни и правителствата да инвестират в големи фотоволтаични електроцентрали, особено в пустините.