Phương pháp mới giúp tấm quang điện mặt trời không bám bụi

Mô phỏng phương pháp làm sạch tấm quang điện mặt trời không cần nước của MIT. Ảnh: MIT

Các tấm quang điện mặt trời là nền tảng cho nhiều sáng kiến năng lượng tái tạo trên toàn thế giới, nhưng công nghệ này có một số vấn đề. Bên cạnh việc khó tái chế, chúng cần một lượng lớn nước để làm sạch liên tục.

Theo MIT, tấm quang điện mặt trời sẽ bị giảm sản lượng đáng kể nếu bụi tích tụ trên bề mặt, có nghĩa là chúng cần được làm sạch thường xuyên. Các chuyên gia ước tính việc rửa các tấm quang điện mặt trời tiêu tốn khoảng 10 tỷ gallon nước mỗi năm, đủ để cung cấp cho hai triệu người.

Phương pháp làm sạch không dùng nước của MIT sử dụng lực đẩy tĩnh điện để làm cho các hạt bụi bay ra khỏi bề mặt pin một cách hiệu quả. Để kích hoạt hệ thống, một điện cực ở dạng thanh kim loại được dẫn qua bề mặt của tấm pin năng lượng mặt trời, truyền điện tích cho các hạt bụi. Sau đó, một điện tích khác được đặt vào chính tấm quang điện, có tác dụng đẩy bay các hạt bụi ra ngoài không khí.

Hệ thống có thể vận hành tự động bằng cách sử dụng một động cơ điện đơn giản và các thanh dẫn hướng dọc theo mặt bên của tấm quang điện mặt trời. Nghiên cứu đã được mô tả trên tạp chí Science Advances vào hôm 11/3, trong một bài báo của nghiên cứu sinh MIT Sreedath Panat và Giáo sư kỹ thuật cơ khí Kripa Varanasi.

Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm do Panat và Varanasi thực hiện cho thấy sự sụt giảm sản lượng năng lượng từ các tấm quang điện xảy ra mạnh ngay khi bắt đầu quá trình tích tụ bụi và có thể mất tới 30% chỉ sau một tháng nếu không được làm sạch. Họ tính toán rằng ngay cả việc giảm 1% điện năng đối với các trang trại điện mặt trời 150 megawatt cũng gây thiệt hại khoảng 200.000 USD trong doanh thu hàng năm.

Trên quy mô toàn cầu, sự sụt giảm 3 đến 4% sản lượng điện từ các nhà máy năng lượng mặt trời sẽ dẫn đến thiệt hại từ 3,3 tỷ đến 5,5 tỷ USD.

Nhiều cơ sở quang điện lớn nhất trên thế giới ở cả Trung Quốc, Ấn Độ, UAE và Mỹ nằm ở các vùng sa mạc. Nước dùng để làm sạch các tấm quang điện mặt trời này được dẫn bằng vòi phun nước áp suất cao từ xa và nó phải rất tinh khiết để tránh để lại cặn bám trên bề mặt. Phương pháp lau khô đôi khi được sử dụng nhưng ít hiệu quả hơn trong việc làm sạch bề mặt vì có thể gây xước vĩnh viễn, đồng thời làm giảm khả năng truyền sáng.

Làm sạch bằng nước chiếm khoảng 10% chi phí vận hành của các nhà máy năng lượng mặt trời. Hệ thống mới của MIT vì vậy có thể làm giảm chi phí này, trong khi cải thiện sản lượng điện tổng thể bằng cách cho phép vệ sinh tự động thường xuyên hơn.

Link gốc