Ледофобни повърхности за лед, проливане на сняг в слънчеви мащаби

Американски изследователи са разработили система за покритие, за която се твърди, че ефективно позволява многократното, пасивно изливане на сняг и лед в слънчеви инсталации в широк диапазон от минусови температури до -35 градуса по Целзий.

“С някои допълнителни тестове, нашата технология ще бъде незабавно приложима към реални слънчеви инсталации,” кореспондентът на изследването, Аниш Тутеджа, каза пред pv magazine.“Планираме скоро да направим по-разширени експерименти, където покритието ще бъде тествано за няколко години на външни слънчеви панели.”

50-теμm покритието се състои от оптически прозрачна повърхност, която показва както изключително ниска адхезия на повърхността на леда, така и издръжливост. Той е произведен чрез използване на разтвор на масло от средноверижни триглицериди (MCT) с тегловно съдържание от 60 wt% за пластифициране на два обичайни промишлени полимерни поливинилхлорида, известни като MC2 и MC6, съответно.

Двете решения бяха тествани в подгрупа от 72-клетъчни панели с размери 2x1 m върху свързана с мрежа фотоволтаична система, управлявана от аляска компания във Феърбанкс през зимите на 2019 и 2020 г. Ъгълът на наклон на инсталацията беше настроен на 45 градуса, за да се улесни снеговалеж, а всичките 16 модула, използвани за експеримента, бяха оборудвани с микроинвертори. И двете решения MC2 и MC6 бяха приложени към повърхностното стъкло на модула и структурната рамка.

Панелите бяха монтирани четири нагоре в пейзажна ориентация и всяка колона, включително панели с покритие, беше разделена от колона с непокрити панели.“Данните за снегопроницаемостта бяха събрани от камера за изследователски клас, разположена нормално[ly] спрямо всеки масив и с зрително поле, достатъчно за заснемане на пълния набор от експериментални панели,” обясниха учените.“За броени минути и двете колони MC2 и MC6 показаха ускорено сняг проливане в сравнение с контролната колона без покритие, като снежното покритие е намалено съответно с около 61% и приблизително 32% при MC2 и MC6 [покрити панели].”

За разлика от тях, панелите без покритие останаха напълно покрити от сняг и лед по време на тестовия период и бяха в състояние да произвеждат почти нулево електричество. Отстраняването на сняг, причинено от вятъра, беше минимално по време на теста, тъй като бяха регистрирани ветрове с много ограничена скорост.

Учените установиха, че решението MC2 постига най-добра производителност, което води до средна снежна покривка от само 27,7%, докато решението MC6 успя да постигне средно 45,4%. Установено е, че последните имат по-ниска механична якост, което също е довело до разслояване на панелите. Първият запази своята производителност и стабилност през 77-те дни на експеримента.

Учените подчертаха, че технологията на покритието е в състояние да изхвърля различни видове сняг и лед и казаха, че може да се приложи и към интегрирани в сградата фотоволтаични устройства.“Очаква се материалните разходи да бъдат сравнително ниски,” Tuteja каза пред pv magazine.“Бих преценил, че са по-малко от 1 долар на квадратен метър.”

Новата техника е предложена в статията „Улесняване на широкомащабното снегопролитие от слънчеви решетки в полето, използвайки ицефобни повърхности с ниска издръжливост на повърхността“, публикувана в Advanced Materials Technologies. Изследователската група се състои от учени от Мичиганския университет, Университета на Аляска и националните лаборатории на Сандиа от Министерството на енергетиката на САЩ'.