Революционен слънчев панел генерира енергия както от слънчева светлина, така и от дъжд

Изследователи от Института по материалознание в Севиля представиха технология, която може да промени разбирането ни за ефективността на възобновяемите енергийни източници. Тяхното разработване позволява генериране на електроенергия дори когато слънцето е скрито зад облаци и започва проливен дъжд.

Как работи технологията за двойно събиране на енергия?

Съвременната слънчева енергия постепенно се отдалечава от традиционния силиций в полза на перовскитите —- синтетични кристални материали, които абсорбират светлината изключително ефективно. Основните предимства на перовскитните слънчеви клетки са тяхната висока производителност и значително по-ниските производствени разходи. Тази технология обаче отдавна има сериозен проблем: висока чувствителност към влага, кислород и температурни колебания, което води до бързо разграждане на устройствата в реални условия на открито, според SciTechDaily.

Изследователи от Севилския институт по материалознание (ICMS) са открили начин не само да защитят тези уязвими елементи, но и да използват тяхната полезност. Те са разработили и патентовали специален тънък филм на базата на флуорирани полимери, нанесен с помощта на плазмена технология. Това покритие е с дебелина само около 100 нанометра. То действа като многофункционален защитен слой, който едновременно отблъсква водата, пропуска над 90 процента от светлината и функционира като трибоелектричен наногенератор.

Уникалността на разработката се крие в трибоелектричната повърхност, която генерира електрически заряд чрез триене или контакт. Когато дъждовни капки паднат върху панела, те удрят тази повърхност, генерирайки енергия, която устройството преобразува в използваемо електричество.

Тестовете показват, че ударът само на една дъждовна капка може да генерира до 110 волта. Това е достатъчно за захранване на малка преносима електроника или сензори.

• Важно е да се отбележи, че след нанасяне на този защитен слой, ефективността на слънчевите клетки остава практически непроменена, според проучване в списание Nano Energy; Най-добрите проби са демонстрирали коефициент на преобразуване на енергията от 17,9 процента;
• Устройствата демонстрират забележителна устойчивост, оставайки функционални дори след като са ударени от 17 000 дъждовни капки и потопени във вода за 15 минути;
• Хибридните панели също така издържат повече от 300 часа непрекъснато осветление при условия на висока влажност, запазвайки 80 процента от първоначалната си мощност.

Изследователката Мария Кармен Лопес-Сантос отбелязва, че тяхната работа предлага авангардно решение, което комбинира перовскитна фотоволтаична технология за слънчеви клетки с трибоелектрични наногенератори в тънкослойна конфигурация. Това демонстрира осъществимостта на едновременното внедряване на двете системи за събиране на енергия, като по този начин се избягват загуби на ефективност по време на дъждовно и облачно време.

Фернандо Нунес, който също участва в проучването, подчертава, че внедряването на подобни панели е напълно осъществимо в умните градове. Те биха могли да се използват за пътни знаци, автономно спомагателно осветление или системи за мониторинг на сгради и мостове. Тъй като устройството е устойчиво на неблагоприятни метеорологични условия, влага и термични цикли, то би могло да се използва и за захранване на отдалечени или изолирани съоръжения, като например морски изследователски станции или планински метеорологични станции.

Тази технология проправя пътя за създаването на напълно автономни външни системи, независими от традиционните батерии или стабилната слънчева енергия. Използването на методи за плазмено покритие е мащабируем и екологичен процес, което прави разработката обещаваща за промишлено производство.