Новый материал увеличил мощность солнечных панелей и продлил срок их службы в два раза

Об этом сообщает «Politexpert» со ссылкой на SciTechDaily 

Инженеры разработали инновационный акрилатный композит, способный охлаждать солнечные панели без затрат энергии, одновременно повышая их производительность на 12,9% и увеличивая срок службы более чем в два раза. Разработка стала результатом совместной работы исследователей под руководством специалистов Университета науки и технологий имени короля Абдаллы. Новый материал впитывает влагу ночью и испаряет её днём, создавая естественный охлаждающий эффект.

Проблема перегрева — одна из главных причин снижения эффективности солнечных установок. Традиционные методы охлаждения требуют электроэнергии и технического обслуживания, что увеличивает эксплуатационные расходы. Новый подход основан на пассивном охлаждении, при котором дополнительная энергия не тратится, а структура панелей остаётся неизменной. Это особенно важно для жарких климатических зон, где перегрев критичен.

Как работает пассивное охлаждение солнечных панелей

Ключевым компонентом нового материала стал композит из хлорида лития и натриевого полиакрилата. Он обладает гигроскопичностью — способностью поглощать влагу из воздуха в ночное время, а затем испарять её при солнечном нагреве, что создаёт эффект испарительного охлаждения. Преимуществом является доступность и простота синтеза, не требующая вредных реагентов или сложного оборудования.

В отличие от механических систем, материал представляет собой тонкое покрытие, которое можно легко наносить на поверхность солнечных модулей. Оно не снижает светопроницаемость, не влияет на работу фотоячеек и при этом обеспечивает постоянный терморегуляторный эффект.
Особенности нового композита:

• Активен без источников энергии;
• Производится из доступных компонентов;
• Совместим с существующими панелями;
• Не требует обслуживания;
• Работает в разных климатических условиях.

Результаты испытаний в условиях пустыни и дождя

Полевые испытания проходили на солнечных панелях, эксплуатируемых в пустынной зоне, где дневные температуры достигают экстремальных значений. На таких объектах перегрев особенно выражен, что делает любые технологии охлаждения критически важными. Использование нового материала позволило снизить рабочую температуру панелей в среднем на 9,4 °C по сравнению с необработанными модулями.

Дополнительно технология была протестирована в регионах с повышенной влажностью и регулярными дождями, что подтвердило её универсальность. Понижение температуры, зафиксированное во всех случаях, сопровождалось ростом электрической мощности и снижением деградации фотоэлементов.
Эффект от использования композита:

• Повышение генерации энергии на 12,9%;
• Увеличение срока службы более чем в два раза;
• Снижение температуры без электрических затрат;
• Устойчивость к внешним климатическим воздействиям;
• Сокращение себестоимости выработки на 20%.

Почему перегрев остаётся главной проблемой солнечных технологий

Коммерческие фотоэлектрические панели преобразуют лишь 20% солнечного света в электричество. Остальная энергия превращается в тепло, которое накапливается в материале и нарушает работу. Со временем тепловая нагрузка ускоряет старение модулей, разрушает герметичность и ухудшает характеристики. Это вынуждает компании регулярно заменять оборудование, что снижает рентабельность солнечных проектов.

До сих пор практиковались в основном активные системы охлаждения: вентиляторы, водяные насосы и специализированные покрытия. Однако они требуют внешнего питания, что сводит на нет часть вырабатываемой энергии. Переход к пассивному охлаждению без затрат энергии стал логичным решением, которое одновременно сокращает расходы и повышает надёжность.
Недостатки традиционного охлаждения:

• Потребление энергии;
• Необходимость технического обслуживания;
• Высокая стоимость оборудования;
• Ограниченная адаптация под типы панелей;
• Ограниченная долговечность в условиях пыли и песка.

Следующий этап — массовое внедрение и новые испытания

Разработчики подчёркивают, что материал уже готов для масштабного производства. В процессе тестирования он показал совместимость с серийными модулями, не требуя изменения конструкции. Успешные результаты в разных климатах открывают дорогу к применению в энергетике, сельском хозяйстве и инфраструктуре, где перегрев критичен.

Планы включают расширение исследований на другие типы солнечных установок, в том числе гибридные системы. Ведётся подготовка к промышленному внедрению, а также сертификация по международным стандартам.
Ближайшие шаги по развитию технологии:

• Адаптация под крупные солнечные фермы;
• Совмещение с гибридными панелями;
• Лабораторные тесты в экстремальных условиях;
• Коммерческие пилотные проекты;
• Стандартизация производства и сертификация.

Напомним, ранее мы писали про цифровую защиту для стартапа.