Czysta energia

Ograniczone zasoby paliw kopalnych i związane z nimi szkodliwe dla klimatu emisje związków węgla stworzyły pilną potrzebę alternatywnych, odnawialnych źródeł energii. Technologia fotowoltaiczna (PV) dostarcza energii słonecznej za pośrednictwem paneli składających się z licznych ogniw słonecznych, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną.

Choć światło słoneczne jest nieograniczonym i czystym źródłem energii, dzisiejsze systemy PV są raczej mało wydajne. Zaawansowany system alternatywny znany jako system skoncentrowanych ogniw fotowoltaicznych (CPV) zwiększa wydajność za pomocą soczewek i zakrzywionych luster pozwalających skupiać światło słoneczne na ogniwach słonecznych.

Technologia CPV wciąż jest w fazie początkowej, a jej wdrożenie na szeroką skalę utrudniają problemy natury naukowej i technicznej. Inicjatywa SUN ON CLEAN (Study of soiling effect and glass surface modification of concentrating photovoltaic (CPV) modules: Climate influence and comparative testing), finansowana przez UE, przezwyciężyła jedno z największych wyzwań: gromadzenie się pyłu na modułach CPV.

Pył osadzający się na szklanych soczewkach CPV rozprasza przenikające przez nie światło, a tym samym obniża ich wydajność. Projekt SUN ON CLEAN, stanowiący partnerstwo między Brazylią, Włochami, Rosją i Hiszpanią, pozwolił na zbadanie sposobów powlekania szkła pozwalających zapobiec zabrudzeniom i uzyskać efekt samoistnego czyszczenia.

Naukowcy opracowali dwie powłoki, które na różne sposoby zapobiegały zabrudzeniom. Hydrofobowy dwutlenek krzemu, osadzany cienką warstwą na szklanej powierzchni, odpycha wodę, pył czy inne dowolne zanieczyszczenia. Druga powłoka, kompozyt dwutlenku krzemu i dwutlenku tytanu, działa w odwrotny sposób. Przyciąga wodę, zmywając zanieczyszczenia i pył poprzez stworzenie wodnej warstwy na szklanej powierzchni.

Naukowcy przetestowali powłoki w różnych warunkach klimatycznych w Brazylii, we Włoszech i Hiszpanii, a następnie opracowali nowe metody charakterystyki, by móc wyizolować efekt zabrudzenia pod względem efektu widma na modułach CPV opartych na wielozłączowych ogniwach słonecznych. Odkryli, że obie powłoki są skuteczniejsze niż obecnie stosowane powłoki przeciwzabrudzeniowe.

Innowacyjne powłoki przeciwzabrudzeniowe i samoczyszczące opracowane w ramach projektu SUN ON CLEAN zostaną wyprodukowane w większej skali umożliwiającej zastosowanie przemysłowe, a także przetestowane w warunkach długotrwałej eksploatacji.

Ten postęp w dziedzinie technologii CPV przybliży ją do powszechnego zastosowania.