Ερευνητές στο Imperial College του Λονδίνου ανακάλυψαν μια νέα δομή σαν φύλλο που μπορεί να συλλέγει και να παράγει φωτοβολταϊκή ηλιακή ενέργεια και να παράγει γλυκό νερό, μιμούμενος τη διαδικασία που συμβαίνει σε πραγματικές εγκαταστάσεις.
Με βάση το "PV φύλλο", η καινοτομία "χρησιμοποιεί υλικά χαμηλού κόστους που θα μπορούσαν να εμπνεύσουν μια νέα γενιά τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας".
Μελέτες έχουν δείξει ότι τα φωτοβολταϊκά φύλλα "μπορούν να παράγουν περισσότερο από 10 τοις εκατό περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από τους συμβατικούς ηλιακούς συλλέκτες, οι οποίοι χάνουν έως και το 70 τοις εκατό της ηλιακής ενέργειας στο περιβάλλον".
Εάν χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά, η εφεύρεση θα μπορούσε επίσης να παράγει πάνω από 40 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα γλυκού νερού ετησίως μέχρι το 2050.
"Αυτός ο καινοτόμος σχεδιασμός έχει μεγάλες δυνατότητες να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση των ηλιακών συλλεκτών, παρέχοντας παράλληλα τη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας και πρακτικότητας", δήλωσε ο Δρ. Qian Huang, ομότιμος ερευνητής στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών και συγγραφέας της νέας μελέτης.
Τα τεχνητά φύλλα έχουν σχεδιαστεί για να εξαλείψουν την ανάγκη για αντλίες, ανεμιστήρες, κουτιά ελέγχου και ακριβά πορώδη υλικά.Παρέχει επίσης θερμική ενέργεια, προσαρμόζεται σε διαφορετικές ηλιακές συνθήκες και ανεχτεί τις θερμοκρασίες περιβάλλοντος.
"Η εφαρμογή αυτού του καινοτόμου σχεδιασμού φύλλων μπορεί να βοηθήσει στην επιτάχυνση της παγκόσμιας μετάβασης ενέργειας ενώ αντιμετωπίζει δύο πιεστικές παγκόσμιες προκλήσεις: αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας και γλυκού νερού", δήλωσε ο Christos Kristal, επικεφαλής του εργαστηρίου καθαρής ενέργειας και συγγραφέας της μελέτης.Είπε ο Markides.
Τα φωτοβολταϊκά φύλλα βασίζονται σε πραγματικά φύλλα και μιμούνται τη διαδικασία της διαπνοής, επιτρέποντας στο φυτό να μεταφέρει νερό από τις ρίζες στις άκρες των φύλλων.
Με αυτόν τον τρόπο, το νερό μπορεί να μετακινηθεί, να διανείμει και να εξατμιστεί μέσω των φωτοβολταϊκών φύλλων, ενώ οι φυσικές ίνες μιμούνται τις δέσμες των φλεβών των φύλλων και η υδρογέλη μιμείται τα κύτταρα ενός σφουγγαριού για να απομακρύνει αποτελεσματικά τη θερμότητα από τα κύτταρα της ηλιακής ενέργειας.
Τον Οκτώβριο του 2019, μια ομάδα επιστημόνων στο Πανεπιστήμιο του Cambridge ανέπτυξε ένα "τεχνητό φύλλο" που μπορεί να παράγει ένα καθαρό αέριο που ονομάζεται αέριο σύνθεσης χρησιμοποιώντας μόνο το φως του ήλιου, το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό.
Στη συνέχεια, τον Αύγουστο του 2020, ερευνητές από το ίδιο ίδρυμα, εμπνευσμένοι από τη φωτοσύνθεση, ανέπτυξαν πλωτά "τεχνητά φύλλα" που μπορούν να χρησιμοποιήσουν το ηλιακό φως και το νερό για να παράγουν καθαρά καύσιμα.Σύμφωνα με τις αναφορές εκείνη τη στιγμή, αυτές οι αυτόνομες συσκευές θα ήταν αρκετά ελαφρές για να επιπλέουν και να είναι μια βιώσιμη εναλλακτική λύση στα ορυκτά καύσιμα χωρίς να αναλάβουν γη όπως οι παραδοσιακοί ηλιακοί συλλέκτες.
Μπορούν τα φύλλα να είναι η βάση για την απομάκρυνση από τα ρυπογόνα καύσιμα και προς τις καθαρότερες, πιο πράσινες επιλογές;
Το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής ενέργειας (> 70%) που πλήττει έναν εμπορικό φωτοβολταϊκό πίνακα διαχέεται ως θερμότητα, με αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας λειτουργίας του και σημαντική επιδείνωση της ηλεκτρικής απόδοσης.Η ηλιακή ενεργειακή απόδοση των εμπορικών φωτοβολταϊκών πάνελ είναι συνήθως μικρότερη από 25%.Εδώ επιδεικνύουμε την έννοια μιας υβριδικής πολυγενείας φωτοβολταϊκής λεπίδας με δομή βιομιμητικής διαπνοής κατασκευασμένη από φιλικά προς το περιβάλλον, φθηνά και ευρέως διαθέσιμα υλικά για αποτελεσματικό έλεγχο της παθητικής θερμοκρασίας και πολυγενείας.Έχουμε πειραματικά αποδείξει ότι η βιομιμητική διαπνοή μπορεί να απομακρύνει περίπου 590 β/m2 θερμότητας από φωτοβολταϊκά κύτταρα, να μειώσει τη θερμοκρασία των κυττάρων κατά περίπου 26 ° C στους 1000 W/M2 φωτισμό και να οδηγήσει σε σχετική αύξηση της ενεργειακής απόδοσης 13,6%.Επιπλέον, οι φωτοβολταϊκές λεπίδες μπορούν να χρησιμοποιήσουν συνεργιστικά την ανακτηθείσα θερμότητα για να παράγουν πρόσθετη θερμότητα και γλυκό νερό ταυτόχρονα σε μία μόνο μονάδα, αυξάνοντας σημαντικά τη συνολική απόδοση χρήσης της ηλιακής ενέργειας από 13,2% σε πάνω από 74,5% και δημιουργώντας πάνω από 1,1L/ H ./ m2 καθαρού νερού.
Ώρα ανάρτησης: 29 Αυγούστου 2023