Милиони слънчеви панели в пустинята трябва да бъдат почистени от пясъка: как всъщност става това?

Големите слънчеви електроцентрали обикновено се изграждат в пустините, където има достатъчно място за инсталиране на хиляди панели за генериране на електрическа енергия. Освен това там рядко има облачни дни, така че слънцето почти винаги грее. Но има един голям проблем: всеки ден по повърхността на слънчевите панели се утаяват много пясък и мръсотия, което води до генериране на по-малко електроенергия. Домашните соларни панели могат просто да се измият с маркуч или да се почистят с четка. Но какво да се прави, ако има хиляди или дори милиони панели? Наистина ли има екипи от работници, които всеки ден да обикалят под палещото слънце и ръчно да ги измиват всичките?

Почистване на слънчевите панели с вода

Излишно е да споменаваме, че големите слънчеви електроцентрали не разполагат с хиляди работници, които да ги мият ръчно. Това просто не е възможно, тъй като слънчевите панели се монтират на площи от десетки или дори стотици квадратни километри. Така например най-голямата слънчева електроцентрала в света, Мидонг, се простира на площ от 133,5 квадратни километра и се състои от над 5 милиона слънчеви панела.

Най-често соларните панели се заливат с вода, като се използват тежки машини или самолети. Водата бързо отмива всички замърсявания, но в пустинята тя трябва да се транспортира с камиони, което е много скъпо. Освен това тя трябва да е чиста, за да не се оставят отлагания по повърхността на панелите, които сами по себе си са мръсотия.

По данни на MIT Technology Review за измиването на соларните панели се изразходват 10 милиарда галона вода годишно. Това е достатъчно, за да се осигури питейна вода за около 2 милиона души. Затова миенето на слънчевите панели с вода се счита за ефективен, но много скъп метод.

Роботи за измиване на слънчевите панели

Друг ефективен, но по-евтин начин за почистване на соларните панели от прах е използването на специализирани машини. Според списание IEEE Spectrum в електроцентралата Shams 1 близо до Абу Даби (ОАЕ) панелите се почистват с помощта на огромни четки на роботизирани манипулатори. Инструментът почиства 258 048 огледала, които заемат площ от 2,5 квадратни километра. Ръководството на централата смята, че не е необходимо панелите да се почистват перфектно – най-важното е отражателната им способност да не пада под 85%.

Слънчевите електроцентрали също така използват роботизирани прахосмукачки. През 2023 г. Reiwa Engine и Enel Green Power разработват робота Sandstorm за сухо почистване на панелите. Той използва четки, за да се избави от праха, и колела с добро сцепление, за да се движи. Машината е в състояние да се движи по панелите, дори ако те не са равни. Освен това може да преминава от един панел на друг, дори ако между тях има разстояние до 50 см.

В една от най-големите слънчеви електроцентрали – Noor Abu Dhabi, която се намира в пустинята североизточно от емирство Абу Даби в ОАЕ, също работят роботи. Броят на роботите надхвърля 1400 и е достатъчен за почистването на 3,3-те милиона панела два пъти дневно.

Покритие срещу прах и влага

Почистването с вода и четки със сигурност е полезно. Но водата е твърде скъпа, а четките надраскват повърхността на панелите, което намалява ефективността им. Много по-добре би било, ако прахът просто не се задържа върху повърхността на панелите. Учените са разработили и такава технология.

През 2022 г. група инженери от Масачузетския технологичен институт разработиха технология за почистване на соларните панели с помощта на електричество.

Идеята се оказа проста. Учените предложиха да изтеглят под панелите електрически проводници, които създават електрическо поле над тях. То прехвърля заряда върху праховите частици, а противоположният заряд на самата батерия ги отблъсква.

Има няколко начина за полагане на електрическите проводници. Първият е да се поставят парапети от двете страни на батерията, които ще преместват проводника от единия до другия край на панела. По този начин прахът ще се вдига в зависимост от движението на електрода. Вторият е да се поставят прозрачни тънки ленти от проводящ материал върху цялата батерия. В този случай прахът няма да се утаява и цялата повърхност остава защитена.

Тестовете в лабораторията показаха, че системата работи много добре и е способна да почиства фотоволтаиците дори при влажност на въздуха до 95%. Това е едно наистина добро постижение, което има бъдеще.

Освен това през годините соларните панели се покриваха с хидрофобни разтвори и антистатични агенти. Първите отблъскват дъждовните капки и другите течности, а вторите елиминират статичния заряд, за да не се привлича прах към панелите. Това е добър начин за удължаване на живота на соларните панели, но не може да се мине без почистване с един от горепосочените методи.