Ísfælnir yfirborð fyrir ís, snjólosun í sólarorku

Bandarískir vísindamenn hafa þróað húðunarkerfi sem fullyrt er að geti á áhrifaríkan hátt gera endurtekna, óvirka úthellingu snjós og íss í sólarverum á nytjaskala yfir breitt svið hitastigs undir núll niður í -35 gráður á Celsíus.

“Með nokkrum viðbótarprófunum myndi tækni okkar strax eiga við raunverulegar sólaruppsetningar,” Samsvarandi höfundur rannsóknarinnar, Anish Tuteja, sagði við tímaritið pv.“Við ætlum að gera fleiri lengri tilraunir fljótlega, þar sem húðunin verður prófuð í nokkur ár á sólarrafhlöðum utandyra.”

Hinn 50μm húðun samanstendur af optískt gagnsæju yfirborði sem sýnir bæði afar litla viðloðun við ís og seigleika. Það var framleitt með því að nota lausn af meðalkeðju þríglýseríð (MCT) olíu með þyngdarinnihaldi 60wt% til að mýkja tvö algeng iðnaðar fjölliða pólývínýlklóríð þekkt sem MC2 og MC6, í sömu röð.

Lausnirnar tvær voru prófaðar í undirmengi 72 fruma spjalda sem mældust 2x1m á nettengdu PV kerfi sem rekið var af Alaska-veitu í Fairbanks veturna 2019 og 2020. Hallahorn uppsetningar var stillt á 45 gráður til að auðvelda snjófall og allar 16 einingarnar sem notaðar voru við tilraunina voru búnar örinverterum. Bæði MC2 og MC6 lausnirnar voru settar á yfirborðsglerið og burðargrindina.

Spjöldin voru sett upp fjögur upp í landslagsstefnu og hver súla, þ.mt húðuð spjöld, var aðskilin með dálki sem hýsti óhúðuð spjöld.“Gögnum um snjólos var safnað með rannsóknarmyndavél sem var staðsett eðlilega [ly] við hverja fylkingu og með nægilegt sjónsvið til að fanga allt úrvalið af tilraunaspjöldum,” útskýrðu vísindamennirnir.“Á nokkrum mínútum sýndu bæði MC2 og MC6 súlurnar hraðari snjólos, miðað við óhúðaða stýrisúluna, þar sem snjóþekja minnkaði um um 61% og um það bil 32% á MC2 og MC6 [húðuðum plötum], í sömu röð.”

Óhúðuðu spjöldin voru aftur á móti algjörlega þakin snjó og ís á prófunartímabilinu og gátu framleitt nánast ekkert rafmagn. Snjómokstur af völdum vinds var í lágmarki við prófanir þar sem vindur með mjög takmarkaðan hraða var skráður.

Vísindamennirnir komust að því að MC2 lausnin nær bestum árangri, sem skilar sér í að meðaltali snjóþekjusvæði er aðeins 27,7%, en MC6 lausnin náði að meðaltali 45,4%. Hið síðarnefnda reyndist hafa lægri vélrænan styrk, sem leiddi einnig til aflögunar á spjöldum. Sá fyrrnefndi hélt frammistöðu sinni og stöðugleika í 77 daga tilraunarinnar.

Vísindamennirnir lögðu áherslu á að húðunartæknin sé fær um að varpa mismunandi tegundum af snjó og ís og sögðu að það gæti einnig verið beitt á byggingarsamþættan ljósabúnað.“Gert er ráð fyrir að efniskostnaður verði nokkuð lágur,” Tuteja sagði við tímaritið pv.“Ég myndi áætla að þær væru innan við $1 á hvern fermetra.”

Hin nýja tækni er lögð til í ritgerðinni Að auðvelda stórfellda snjóvarpa frá sólarvöldum innan svæðis með því að nota ísfælna yfirborð með lágan viðmótsþolni, birt í Advanced Materials Technologies. Rannsóknarhópurinn samanstendur af vísindamönnum frá háskólanum í Michigan, háskólanum í Alaska og bandaríska orkumálaráðuneytinu's Sandia National Laboratories.