ახალი თაობის მზის პანელები: პანელის ეფექტურობა იზრდება ცხელ ამინდში და გათბობით.
ლაფბოროს უნივერსიტეტის მეცნიერებმა შექმნეს მზის პანელები, რომლებიც გათბობისას უფრო ეფექტურად მუშაობენ. ახალი PEC ტექნოლოგია ზრდის ეფექტურობას და ამცირებს განახლებადი ენერგიის ხარჯებს.
ტრადიციული მზის ენერგია დიდი ხანია ერთი პრობლემას აწყდება: პანელების გადახურება. ტემპერატურის მატებასთან ერთად, მათი ეფექტურობა მცირდება, რაც განსაკუთრებით კრიტიკულია ცხელ კლიმატში.
ბრიტანელი მეცნიერების ახალი კვლევა მთლიანად ცვლის თამაშის წესებს. აღმოჩნდა, რომ არსებობს სისტემები, რომლებიც არა მხოლოდ სითბოს უძლებენ, არამედ რეალურად სარგებლობენ მისგან. ესენია ფოტოელექტროქიმიური პროტონული უჯრედები (PEC), რომლებიც სითბოს იყენებენ შიდა რეაქციების დასაჩქარებლად და ენერგიის შესანახად.
ფოტოელექტროქიმიური უჯრედის ტექნოლოგია
PEC უჯრედები წარმოადგენს ინოვაციურ სისტემას, რომელიც მზის ენერგიას გარდაქმნის არა მხოლოდ ელექტროენერგიად, არამედ თხევად ელექტროლიტში შენახულ ქიმიურ ენერგიადაც. ტრადიციული სილიკონის პანელებისგან განსხვავებით, ეს სისტემა ორმაგი ეფექტით მუშაობს: ის შთანთქავს სინათლეს და იყენებს სითბოს ელექტროქიმიური პროცესების გასაძლიერებლად.
ლაფბოროს უნივერსიტეტის მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ ამ უჯრედების ოპტიმალური სამუშაო ტემპერატურა დაახლოებით 45°C-ია. ამ ეტაპზე ელექტროლიტში არსებული იონები უფრო სწრაფად იწყებენ მოძრაობას, აჩქარებენ რეაქციებს და რაც ზრდის სისტემის საერთო ეფექტურობას.
ტრადიციულ მზის პანელებთან შედარებით უპირატესობები
ტრადიციული მზის პანელები 30°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე გაცხელებისას ეფექტურობის 20%-მდე კარგავენ. სწორედ ამიტომ, ინჟინრები იძულებულნი არიან გამოიყენონ ძვირადღირებული გაგრილების სისტემები. PEC უჯრედების შემთხვევაში, პირიქითაა: ტემპერატურის მატება იწვევს ეფექტურობის ზრდას.
ეს ნიშნავს:
- არ არის საჭირო ვენტილატორები, თხევადი რადიატორები და სხვა სითბოს გამტარი სისტემები;
- მცირდება მონტაჟისა და მოვლა-პატრონობის ხარჯები;
- მცირდება მზის ენერგიის ღირებულება;
- გამარტივებული დიზაინის გამო, სისტემების მომსახურების ვადა იზრდება.
ამრიგად, ფოტოელექტროქიმიური პანელები შეიძლება იყოს ეკონომიური გადაწყვეტა ცხელი კლიმატის მქონე ქვეყნებისთვის, სადაც ტრადიციული მზის სისტემები სწრაფად კარგავენ ეფექტურობას.
როგორ მუშაობს ახალი ტექნოლოგია
PEC უჯრედში მზის სინათლე ააქტიურებს ელექტრონებს, რომლებიც თხევად ელექტროლიტში ელექტროქიმიურ რეაქციების გაშვებას იწყებენ. სითბო, რომელიც, როგორც წესი, არღვევს ჩვეულებრივ პანელებს, აძლიერებს პროცესს იონების მოძრაობის დაჩქარებით. არსებითად, სისტემა აერთიანებს მზის პანელისა და აკუმულატორის თვისებებს, რაც მას კომპაქტურ გენერატორ-დამტენ ჰიბრიდად აქცევს.
კვლევის წამყვანმა ავტორმა, დოქტორმა დოვონ ბეიმ, აღნიშნა: „სითბოსთან ბრძოლის ნაცვლად, ჩვენ შეგვიძლია მისი ჩვენს სასარგებლოდ გამოყენება. ეს ფუნდამენტურად ცვლის მზის ენერგიის ტრადიციულ გაგებას“.
შედარება არსებულ გადაწყვეტილებებთან
თანამედროვე მზის ელექტროსადგურები საჭიროებენ ან ჰაერით გაგრილებას, ან ძვირადღირებულ სითხით გაგრილების სისტემებს. მათი ეფექტურობა ცხელ ამინდში მცირდება და ინფრასტრუქტურის ხარჯები იზრდება. ამის საპირისპიროდ, PEC ელემენტები ავლენენ გაზრდილ მუშაობას იმ პირობებში, როდესაც ჩვეულებრივი პანელები წამგებიანი ხდება.
თავისი მახასიათებლებით, ახალი ტექნოლოგია უფრო ახლოსაა ინტეგრირებული „მზის ენერგია + ენერგიის დაგროვების“ გადაწყვეტილებების კონცეფციასთან, რომელიც ამჟამად სტაბილური განახლებადი ენერგიის წყაროების გასაღებია. თუ ტრადიციული პანელები ელექტროენერგიას გამოიმუშავებენ და მას ქსელში ან აკუმულატორებში აწვდიან, PEC უჯრედები მყისიერად ინახავენ ენერგიას საკუთარ შიდა სივრცეში, რაც ამცირებს დანაკარგებს და ზრდის საიმედოობას.
დანერგვის პერსპექტივები
როგორც კი ეს ტექნოლოგია ფართოდ გავრცელდება, ის მნიშვნელოვნად შეცვლის მზის ენერგიის ბაზარს.
კერძოდ:
- გაგრილების სისტემების გაუქმების გამო შემცირდება მზის დანადგარების ღირებულება;
- უდაბნოებსა და ცხელ რეგიონებში ეფექტური განლაგება შესაძლებელი გახდება;
- განახლებადი ენერგია უფრო სტაბილური გახდება ინტეგრირებული ენერგიის შენახვის წყალობით;
- საყოფაცხოვრებო და სამრეწველო გამოყენებისთვის ავტონომიური მინი-ელექტროსადგურები შესაძლებელი გახდება.
ანალიტიკოსების აზრით, მზის პანელებისა და ენერგიის შენახვის კომბინაცია ენერგიის მომავალია. ბრიტანელი მეცნიერების ახალი აღმოჩენა ამ გადასვლას უფრო შესაძლებელს და ხელმისაწვდომს ხდის.
წყარო: building-tech
