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Pannelli solari autopulenti
Uno dei posti migliori per mettere un pannello solare è nel deserto, dove c'è il sole. Ma i deserti sono anche polverosi, il che significa che i pannelli devono essere lavati frequentemente in modo che la polvere non impedisca loro di catturare la luce del sole. La nuova tecnologia potrebbe fornire una soluzione, lasciando che i pannelli solari si puliscano da soli.
Tempesta Nel deserto: Nuvole di polvere come questa nel Golfo Persico possono ridurre la produzione di energia solare se la polvere si accumula sui pannelli. La nuova tecnologia che pulisce la polvere potrebbe aiutare.
La tecnologia è stata sviluppata per le future missioni del rover su Marte, ma potrebbe funzionare qui sulla Terra per mantenere i pannelli solari operativi alla massima capacità. Utilizza la carica elettrostatica per respingere la polvere e spingerla verso i bordi dei pannelli. Può rimuovere il 90% della polvere su un pannello solare in un ciclo di due minuti, afferma Mazumder malese , un professore di ricerca presso la Boston University che ha guidato il lavoro. La tecnologia è stata descritta questa settimana all'incontro dell'American Chemical Society a Boston.
La polvere che si accumula sui pannelli solari e blocca la luce può paralizzare i rover sulla luna o su Marte. I rover Spirit e Opportunity Mars sono durati più a lungo del previsto perché raffiche di vento occasionali hanno rimosso i loro pannelli. Ma potremmo non essere sempre fortunati, afferma Rao Surampudi, un monitor del progetto presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA. In effetti, la missione del rover Mars Pathfinder negli anni '90 non ha beneficiato di tali venti.
La polvere ha anche tormentato le installazioni solari sulla Terra. Ad esempio, le tempeste di polvere hanno ridotto la produzione di energia del 40% in un grande impianto solare da 10 megawatt negli Emirati Arabi Uniti. Il lavaggio dei pannelli può richiedere molto tempo o richiedere un'automazione costosa e richiede molta acqua, una risorsa preziosa nel deserto. Con questa nuova tecnologia, i pannelli solari possono essere puliti automaticamente senza acqua o manodopera, afferma Mazumder.
Il sistema sfrutta il fatto che la maggior parte delle particelle di polvere, in particolare in ambienti asciutti, ha una carica elettrica. Un materiale per elettrodi trasparente come l'ossido di indio e stagno fornisce una corrente alternata alla superficie superiore del pannello. Mentre oscilla tra la carica positiva e quella negativa, crea un campo elettrico che respinge le particelle cariche positivamente e negativamente. Il campo elettrico aiuta anche a conferire una carica alle particelle di polvere non caricate, consentendo loro di essere rapidamente respinte quando entrano in contatto con il pannello. I ricercatori hanno progettato il sistema in modo che il campo elettrico si faccia strada da un lato all'altro del pannello solare, spostando gradualmente la polvere finché non cade.
Il sistema non utilizza molta energia: la corrente elettrica è ridotta e in genere deve essere accesa solo da due a cinque minuti al giorno, afferma Mazumder. Il sistema potrebbe includere un sensore per determinare quando il pannello necessitava di pulizia. La tecnologia non funziona se la polvere si bagna e si infanga, quindi dovrebbe essere attivata per rimuovere la polvere prima che piova, afferma Mazumder.
La tecnologia di Mazumder è uno dei due approcci che la NASA ha finanziato per pulire i pannelli solari. L'altro fa vibrare l'intero pannello per scuotere la polvere. Non è ancora chiaro quale si rivelerà più pratico per le missioni spaziali, afferma Surampudi, che ha supervisionato la ricerca su entrambe le tecniche di eliminazione della polvere. L'uso delle vibrazioni è più semplice e richiede meno modifiche al pannello solare, afferma. Ma non rimuove le particelle fini così come l'approccio del campo elettrico. Per le applicazioni terrestri, la tecnologia di Mazumder dovrà competere con altri potenziali approcci per pulire le celle solari senza utilizzare acqua, come soffiarvi aria o aggiungere uno strato antiaderente.
La tecnologia del campo elettrico potrebbe rivelarsi semplice da produrre, afferma Mazumder, perché molti produttori di energia solare dispongono già di apparecchiature per depositare elettrodi trasparenti, che genererebbero campi elettrici, sui pannelli. Dice che il prossimo passo è determinare se sarà possibile raggiungere l'obiettivo dei ricercatori di mantenere i costi di produzione al di sotto di circa l'1% del costo totale del pannello solare. Ma il valore del sistema dipenderà da quanto i pannelli solari polverosi arriveranno in luoghi diversi. Il lavaggio convenzionale con acqua, ad esempio, funziona abbastanza bene per una vasta collezione di sistemi di pannelli solari sul tetto gestiti dalla Southern California Edison, afferma l'utility.