Солнечные батареи будут сами очищать себя от пыли

Солнечные батареи будут сами очищать себя от пыли Ученые разработали самоочищающиеся солнечные батареи, чтобы решить проблему пыли, которая тормозит развитие солнечной энергетики.

Надоедает вытирать пыль? А представьте себе, как "просто" очищать от пыли и загрязнений поверхность площадью в 25-50 футбольных полей. Эта проблема весьма актуальна для огромных солнечных энергетических установок. Но ученые из Американского химического общества предложили выход - самоочищающиеся солнечные батареи на основе технологий, разработанных для космических полетов.

Основа технологии самоочистки - тонкая прозрачная электрочувствительная пленка, которая наносится на стекло или пластиковое покрытие солнечных панелей. Если концентрация пыли достигает критического уровня, специальные датчики активизируют пленку, которая с помощью электрического разряда отталкивает пыль. Образуется "волна" пыли, которая толкает загрязняющие частицы к краям панели и сбрасывает их на землю. В течение 2 минут удаляется около 90% пыли. Для работы системы требуется совсем немного электроэнергии. Эта технология изначально разрабатывалась совместно с NASA для использования в полетах на Луну и Марс, которые известны своей пыльной и сухой средой.

Насколько важна эта технология можно оценить по таким цифрам: 4 см³ пыли на 1 м² уменьшают выработку энергии почти на 40%. Каждый месяц, например в Аризоне, на панели осаждается примерно в 4 раза больше пыли, Ближний Восток, Австралия и Индия - еще более "пыльные" регионы. Ее смывают водой, но это дорого, да и найти воду в пустыне (где выгоднее всего устанавливать солнечные панели) весьма проблематично.

Текущий объем рынка солнечных батарей составляет около 24 млрд долл. На солнечную энергетику приходится менее 0,04% мирового производства энергии, но если покрыть солнечными панелями всего лишь 4% пустынь Земли, этого хватит, чтобы удовлетворить все потребности человечества в энергии. Пыль была одним из серьезных препятствий в строительстве солнечных электростанций в безжизненных засушливых регионах, но с новой технологией самоочистки, возможно, там развернется масштабное строительство.

Сегодня для генерации электричества из солнечной энергии, в основном, используют различные варианты коллекторных генераторов, т.е. больших зеркал, нагревающих теплоноситель, который в свою очередь крутит турбину. Объясняется это тем, что при равных с панелями затратах на обслуживание коллекторы стоят гораздо дешевле, по сути, это пластины полированного металла. Но самоочистка сведет стоимость обслуживания солнечных электростанций из дешевых неподвижных панелей практически к нулю – потребуется всего 1-2 дежурных оператора. Однажды построенная, такая электростанция сможет работать 30 и более лет без дополнительных серьезных вложений, генерируя "дармовую" и абсолютно безопасную энергию. Кроме того, процедура наращивания мощностей и модернизации элементарна – нужно просто установить дополнительные панели. Это делает крупные солнечные электростанции конкурентоспособными и весьма привлекательными для стран, обладающих большими "запасами" солнечной энергии.

В настоящее время лидером в солнечной энергетике являются США. Только в этом году подписан контракт стоимостью 700 млн долл. на строительство в Аризоне двух солнечных электростанций общей мощностью 175 МВт, они будут введены в строй в 2012 г. Небольшая (0,5 км²) электростанция на солнечных панелях на авиабазе ВВС США NELLIS вырабатывает 14 МВт и обошлась в 100 млн долл. В пустыне Мохаве работает коллекторная солнечная электростанция мощностью более 500 МВт, она занимает 24 км² и обошлась в 2 млрд долл. Для сравнения: планируемая к постройке АЭС в Армении будет стоить 5 млрд долл., вырабатывать 1000 МВт и строиться 5-7 лет. Как можно видеть, при наличии достаточных площадей и количества солнечного света, солнечная энергетика становится все привлекательнее и вполне может заменить некоторые устаревшие и опасные технологии генерации электроэнергии.