سطوح یخ هراس برای یخ، ریزش برف در مقیاس خورشیدی کاربردی

محققان آمریکایی یک سیستم پوششی ایجاد کرده‌اند که ادعا می‌شود به طور مؤثری امکان ریزش مکرر و غیرفعال برف و یخ را در نیروگاه‌های خورشیدی در مقیاس کاربردی در طیف وسیعی از دمای زیر صفر تا -35 درجه سانتی‌گراد می‌دهد.

“با برخی آزمایش‌های اضافی، فناوری ما فوراً برای تأسیسات خورشیدی واقعی قابل استفاده است.” نویسنده مسئول تحقیق، آنیش توتجا، به مجله pv گفت.“ما قصد داریم به زودی آزمایش‌های گسترده‌تری را انجام دهیم، جایی که پوشش برای چند سال روی پانل‌های خورشیدی در فضای باز آزمایش خواهد شد.”

50μپوشش متر از یک سطح شفاف نوری تشکیل شده است که هم چسبندگی سطحی یخ بسیار کم و هم چقرمگی را نشان می دهد. این با استفاده از محلولی از روغن تری گلیسیرید با زنجیره متوسط ​​(MCT) با محتوای وزنی 60 درصد وزنی برای پلاستیک سازی دو پلی وینیل کلرید پلیمری رایج صنعتی که به ترتیب MC2 و MC6 شناخته می شوند، ساخته شد.

این دو راه‌حل در زیر مجموعه‌ای از پانل‌های 72 سلولی به ابعاد 2×1 متر روی یک سیستم PV متصل به شبکه که توسط یک شرکت آلاسکا در فیربنکس در زمستان‌های 2019 و 2020 کار می‌کرد، آزمایش شدند. زاویه شیب نصب برای تسهیل در 45 درجه تنظیم شد. بارش برف، و همه 16 ماژول مورد استفاده برای آزمایش به میکرو اینورتر مجهز شدند. هر دو راه حل MC2 و MC6 روی شیشه سطح ماژول و قاب ساختاری اعمال شدند.

پانل ها به صورت چهار به بالا در جهت افقی نصب شدند و هر ستون شامل پانل های پوشش داده شده توسط یک ستون میزبان پانل های بدون پوشش جدا شد.“داده‌های مربوط به برف‌ریزی توسط دوربینی با درجه تحقیقاتی که به طور معمول در هر آرایه قرار داشت و با میدان دید کافی برای ثبت مجموعه کامل پانل‌های آزمایشی، جمع‌آوری شد.” دانشمندان توضیح دادند“در عرض چند دقیقه، هر دو ستون MC2 و MC6 ریزش برف سریع را نسبت به ستون کنترل بدون پوشش نشان دادند، با پوشش برف به ترتیب حدود 61٪ و تقریباً 32٪ در MC2 و MC6 [پانل های پوشش داده شده] کاهش یافت.”

در مقابل، پانل‌های بدون پوشش در طول دوره آزمایش کاملاً پوشیده از برف و یخ باقی ماندند و توانستند برق تقریباً صفر تولید کنند. حذف برف ناشی از باد در طول آزمایش حداقل بود، زیرا بادهایی با سرعت بسیار محدود ثبت شدند.

دانشمندان دریافتند که محلول MC2 بهترین عملکرد را به دست می‌آورد و در نتیجه سطح پوشش برف به طور متوسط ​​تنها 27.7 درصد است، در حالی که محلول MC6 توانست به طور متوسط ​​45.4 درصد برسد. مشخص شد که دومی دارای استحکام مکانیکی پایین تری است که باعث لایه لایه شدن پانل ها نیز می شود. اولی عملکرد و ثبات خود را در طول 77 روز آزمایش حفظ کرد.

دانشمندان تاکید کردند که فناوری پوشش قادر به ریختن انواع مختلف برف و یخ است و گفتند که ممکن است برای PV یکپارچه ساختمان نیز اعمال شود.“انتظار می رود هزینه های مواد نسبتاً کم باشد،” توتجا به مجله pv گفت.“من آنها را کمتر از 1 دلار در هر فوت مربع تخمین می زنم.”

این تکنیک جدید در مقاله تسهیل برف‌ریزی در مقیاس بزرگ از آرایه‌های خورشیدی درون میدانی با استفاده از سطوح یخ‌فوبیک با چقرمگی سطحی پایین، منتشر شده در Advanced Materials Technologies، پیشنهاد شده است. گروه تحقیقاتی متشکل از دانشمندان دانشگاه میشیگان، دانشگاه آلاسکا، و آزمایشگاه ملی ساندیا وزارت انرژی ایالات متحده'