Skupina vědců ve Spojených státech zaznamenala „povzbudivé“ výsledky po testování komercializace nových nátěrových materiálů v polních testech. Přičemž nátěr pouze zvýšil celkové náklady panelu o 1,4 %. Vědci z Madison Area Technical College ve Spojených státech testovali superhydrofobní samočisticí povlaky proti znečištění. Ty, pokud jsou aplikovány na fotovoltaické moduly, mohou údajně zvýšit výtěžnost panelů o více než 3 %.
Tenkovrstvé povlaky jsou založeny na suspenzích nanočásticových oxidů vyvinutých společností Microporous Oxides Science and Technology, LLC (MOST) se sídlem v USA. Ta se specializuje na přípravu stabilních suspenzí nanočásticových oxidů pro použití jako povlaky na několika substrátech za účelem výroby samostatně sestavených porézních tenkých filmy pro širokou škálu aplikací.
Výzkumníci testovali zejména povlaky proti znečištění vytvořené nanášením rozprašováním a syntézou sol-gel. Což je mokrá chemická technika běžně používaná pro výrobu jak skelných, tak keramických materiálů. Povlaky se vyrobily suspenzí nanočástic obsahujících směs titanu, oxidu titaničitého (Ti02), oxidu křemičitého, oxidu křemičitého (Si02) a oxidů kovů.
Výhodou použití sol-gel syntézy není použití tepla k přilnutí povlaku k spodnímu skleněnému krytu fotovoltaického modulu. Což umožňuje filmům konsolidaci, vytvrzení, spojení a vytvrzení při vystavení slunečnímu záření v terénu.
Testování superhydrofobního samočisticího povlaku proti znečištění solárních modulů
„Tenké filmy z oxidu kovu obsahující nanočásticové fotoaktivní materiály, jako je titan, jsou schopné slinovat po excitaci ultrafialovým zářením,“ vysvětlili vědci. „Tento proces UV slinování vyvolaný slunečním zářením slouží k chemickému spojení nanočástic mezi sebou a se zasklívacím povrchem solárního fotovoltaického modulu. Čímž vzniká trvanlivý tenký film, který je odolný vůči opotřebení a rozpouštění.“
Výzkumný tým pokryl solární moduly ve stříkací kabině pro opravy kolizí automobilů pomocí dvou různých stříkacích pistolí a trysek. „Po nástřiku se moduly nechaly uschnout na vzduchu ve stříkacích kabinách. Ty se udržovaly na 15 % relativní vlhkosti,“ vysvětlili vědci.
Poté otestovali tenkovrstvý povlak na fotovoltaickém systému, který se opíral o osm 370 W jižně orientovaných bifaciálních modulů namontovaných s úhlem dlaždic 10 stupňů. Ty poskytla společnost Philadelphia Solar se sídlem v Jordánsku. Jejich výkon se porovnával s výkonem osmi nepotažených referenčních panelů stejného druhu.
Polní testy ukázaly, že zbytky nečistot na potažených modulech byly tenčí než na nepotažených panelech.
,,Potažené a nepotažené solární moduly také prokázaly výrazně odlišné chování při smáčení v poli. Ty bylo snadno viditelné pouhým okem,“ uvedla výzkumná skupina ve zprávě. „Déšť usazený na nepotažených panelech měl tendenci se shlukovat a tvořit na povrchu vyvýšené kapky. Pro srovnání, déšť na potažených panelech měl tendenci se vrstvit a smáčet mnohem větší část povrchu panelu.“
Analýza povrchů panelů
Analýza ukázala, že potažené panely dosáhly roční produkce energie 1 097 kWh/kW. Zatímco nepotažené moduly dosáhly výnosu 1 058 kWh/kW. ,,Zatímco 3 až 3,5 % zisk energie se může zdát skromný, zlepšení tohoto rozsahu by měla pro průmysl významný finanční význam,“ uvedli vědci.
Rovněž upřesnili, že náklady na tenkovrstvé povlakové materiály jsou přibližně 1 850 Kč na litr. A odhadli náklady na panel na přibližně 60 Kč. Což by představovalo zvýšení celkových nákladů na panel o přibližně 1,4 %. ,,Zdá se jasné, že MOST povlaky testované v této studii mají silný potenciál být komerčně životaschopným produktem pro solární výrobu.“
Nový povlak proti znečištění se představil ve studii „Terénní testy samospékavého, nešpinivého, samočisticí, nanoporézního oxidu kovu, transparentního tenkého filmu pro solární fotovoltaické moduly“. Ten se publikoval v Solar Energy Materials and Solar Cells.
„Od srpna 2023 jsme úspěšně potahovali moduly od několika různých výrobců, včetně Adani, Axitec, Crossroads, REC, Silfab, Trina a Yingli,“ uvedli vědci s odkazem na budoucí směr své práce. ,,Doufáme, že během příštího roku nebo dvou podáme zprávu o polních testech s použitím těchto potažených modulů.“
Zdroj: pv-magazine, Vapol
