Nowa powłoka – sposób na skuteczną ochronę paneli PV przed śniegiem i lodem
Panele fotowoltaiczne stają się coraz popularniejszym sposobem pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych. Niestety, w okresie zimowym ich efektywność może drastycznie spaść ze względu na osadzanie się śniegu i lodu. Tradycyjne metody odśnieżania są czasochłonne, kosztowne, a niekiedy nieskuteczne. Z pomocą przychodzą polscy naukowcy, którzy opracowali specjalną powłokę antyoblodzeniową, eliminującą problem zalegającego śniegu.
Naukowcy stworzyli aż pięć różnych próbek powłoki, bazując na hybrydowej żywicy silikono-epoksydowej. Do tej mieszanki dodawali modyfikowane oktasferosilikaty (OSS), które znacząco poprawiły adekwatności antyoblodzeniowe powłoki. Kluczową rolę w tej technologii odgrywają odpowiednie proporcje zastosowanych związków chemicznych.
Źródło: Anti-icing transparent coatings modified with bi- and tri-functional octaspherosilicates for photovoltaic panels, sciencedirect.com
Zespół odpowiedzialny za opracowanie innowacyjnej powłoki antyoblodzeniowej to grupa wybitnych naukowców z kilku czołowych polskich instytucji badawczych. W skład zespołu wchodzą specjaliści z Politechniki Warszawskiej, Fundacji Partnerstwa Technologicznego, Wojskowej Akademii Technicznej oraz Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Szczegóły swoich badań umieścili w artykule: Anti-icing transparent coatings modified with bi- and tri-functional octaspherosilicates for photovoltaic panels.
Przełomowe wyniki badań: 43% redukcji przyczepności lodu i 70-krotnie dłuższy czas zamarzania
Badania pokazały, iż dzięki nowej powłoce przyczeność lodu (IA) spadła aż o 43%. Z kolei czas opóźnienia zamarzania (FDT) wody na powierzchni paneli wydłużył się 70-krotnie w porównaniu do niemodyfikowanych próbek.
Przykładowo, niezmodyfikowana próbka wykazywała czas zamarzania kropli wody wynoszący zaledwie 3 minuty oraz przyczepność lodu na poziomie 178 kPa. Z kolei próbka oznaczona jako OSS1, w której zastosowano funkcjonalne grupy MA (metakrylan allilu) i VTMOS (winylotrimetoksysilan), osiągnęła czas zamarzania wynoszący aż 210 minut i przyczepność lodu zredukowaną do 102 kPa. Podobne, znakomite rezultaty uzyskano w przypadku innej próbki (OSS3), która również wykazała czas opóźnienia zamarzania wynoszący 210 minut i przyczepność na poziomie 118 kPa.
Zastosowanie powłok w fotowoltaice – korzyści i przyszłość technologii
Największą zaletą powłok opracowanych przez polskich naukowców jest to, iż mimo znaczących adekwatności antyoblodzeniowych, nie wpłynęły one negatywnie na przejrzystość paneli. Co więcej, dzięki zastosowaniu modyfikacji chemicznych, udało się utrzymać adekwatności optyczne powłok na poziomie zbliżonym do próbek referencyjnych, co jest najważniejsze dla skuteczności paneli PV.
Technologia ta ma ogromny potencjał do zastosowania w praktyce. Dzięki takim powłokom nie tylko zredukuje się koszty związane z odśnieżaniem paneli fotowoltaicznych, ale także poprawi się ich efektywność, co przyczyni się do jeszcze większej opłacalności fotowoltaiki. Co więcej, powłoki nie tylko chronią przed lodem, ale także wykazują świetne adekwatności hydrofobowe. Dzięki nim woda łatwiej spływała z powierzchni powłoki, zmniejszając tym samym przyczepność lodu.
Podsumowując, polscy badacze osiągnęli imponujące wyniki. Nowa powłoka nie tylko przedłuża czas działania paneli PV zimą, ale także może być stosowana w szerokiej gamie innych zastosowań wymagających ochrony przed oblodzeniem. Dzięki swojej przezroczystości, powłoka może być używana na dużą skalę, bez ryzyka utraty wydajności paneli fotowoltaicznych.
