Buz İçin Buzfobik Yüzeyler, Faydalı Ölçekli Güneşte Kar Dökülmesi

ABD'li araştırmacılar, -35 santigrat dereceye kadar çok çeşitli sıfırın altındaki sıcaklıklarda, faydalı ölçekli güneş santrallerinde tekrarlanan, pasif kar ve buz dökülmesini etkin bir şekilde sağladığı iddia edilen bir kaplama sistemi geliştirdiler.

“Bazı ek testler ile teknolojimiz gerçek güneş enerjisi kurulumlarına hemen uygulanabilir olacaktır.” Araştırmadan sorumlu yazar Anish Tuteja, pv dergisine söyledi.“Kaplamanın birkaç yıl boyunca dış mekan güneş panellerinde test edileceği daha uzun deneyler yapmayı planlıyoruz.”

50μm kaplama, hem son derece düşük buz ara yüzey yapışması hem de tokluk sergileyen optik olarak şeffaf bir yüzeyden oluşur. Sırasıyla MC2 ve MC6 olarak bilinen iki yaygın endüstriyel polimer polivinil klorürü plastikleştirmek için ağırlıkça %60 ağırlık içeriğine sahip bir orta zincirli trigliserit (MCT) yağı çözeltisi kullanılarak üretildi.

İki çözüm, 2019 ve 2020 kışları boyunca Fairbanks'ta bir Alaska elektrik şirketi tarafından işletilen ızgara bağlantılı bir PV sisteminde 2x1m ölçülerindeki 72 hücreli panellerden oluşan bir alt kümede test edildi. Kurulumun eğim açısı, kolaylaştırmak için 45 derece olarak ayarlandı. kar yağışı ve deney için kullanılan 16 modülün tamamı mikro invertörlerle donatıldı. Modül yüzey camına ve yapısal çerçeveye hem MC2 hem de MC6 çözümleri uygulandı.

Paneller yatay yönde dörtlü olarak yerleştirildi ve kaplanmış panelleri içeren her bir sütun, kaplanmamış panelleri barındıran bir sütunla ayrıldı.“Kar dökülmesine ilişkin veriler, her bir diziye normal[ly] yerleştirilmiş ve deneysel panellerin tam dizisini yakalamak için yeterli görüş alanına sahip araştırma sınıfı bir kamera ile toplanmıştır.” bilim adamları açıkladı.“Dakikalar içinde, hem MC2 hem de MC6 sütunları, kaplanmamış kontrol sütununa göre daha hızlı kar dökülmesini gösterdi ve kar örtüsü, MC2 ve MC6 [kaplamalı paneller] üzerinde sırasıyla yaklaşık %61 ve yaklaşık %32 azaldı.”

Kaplamasız paneller, aksine, test süresi boyunca tamamen kar ve buzla kaplı kaldı ve neredeyse sıfır elektrik üretebildi. Hızı çok sınırlı olan rüzgarlar kaydedildiği için test sırasında rüzgarın neden olduğu kar kaldırma minimum düzeydeydi.

Bilim adamları, MC2 çözümünün en iyi performansı elde ettiğini ve bunun sonucunda yalnızca %27,7'lik bir ortalama kar kapsama alanı sağlarken, MC6 çözümünün ortalama %45.4'e ulaşabildiğini buldu. İkincisinin daha düşük mekanik mukavemete sahip olduğu ve bu da panellerde delaminasyona neden olduğu bulundu. İlki, deneyin 77 günü boyunca performansını ve kararlılığını sürdürdü.

Bilim adamları, kaplama teknolojisinin farklı kar ve buz türlerini atabildiğini vurguladı ve binaya entegre PV'ye de uygulanabileceğini söyledi.“Malzeme maliyetlerinin oldukça düşük olması beklenir,” Tuteja pv dergisine söyledi.“Metrekare başına 1 dolardan az olduklarını tahmin ediyorum.”

Yeni teknik, Advanced Materials Technologies'de yayınlanan Düşük Arayüzey Tokluğuna Sahip Buzfobik Yüzeyler Kullanılarak Alan İçi Güneş Dizilerinden Büyük Ölçekli Kar Dökülmesini Kolaylaştırma başlıklı makalede önerilmiştir. Araştırma grubu, Michigan Üniversitesi, Alaska Üniversitesi ve ABD Enerji Bakanlığı's Sandia Ulusal Laboratuvarlarından bilim adamlarından oluşmaktadır.