Deszcz przyjacielem fotowoltaiki?

Jednym z największych minusów odnawialnych źródeł energii jest ich uzależnienie od pogody. W pochmurny, deszczowy dzień ogniwa fotowoltaiczne wygenerują około 20 – 25% mniej prądu niż przeciętnie. Jedną z metod ograniczania zależności od pogody jest magazynowanie energii. Tymczasem naukowcy ze Stanów Zjednoczonych zaproponowali zupełnie inne rozwiązanie. Ich hybrydowy panel fotowoltaiczny wyprodukuje elektryczność zarówno ze światła słonecznego, jak i deszczu.

Co ciekawe, pomysł wykorzystania opadów do generacji energii pojawił się już jakiś czas temu. W 2016 chińscy naukowcy opracowali technologię, która miała sprawdzić się w deszczowych regionach ich kraju. W tym celu pokryli wierzchnią stronę modułów fotowoltaicznych bardzo cienką warstwą grafenu.

Deszczówka, oprócz zawartej w niej wody, składa się z rozpuszczonych soli. Występują one pod postacią jonów, zarówno dodatnich, jak i ujemnych. Specyficzna struktura grafenu jest w stanie fizycznie rozdzielić jony naładowane dodatnio i ujemnie. Wytworzona różnica ładunku wystarczy, by generować prąd elektryczny.

Technologia natrafiła na typowe problemy, z którymi zmagają się prototypowe rozwiązania. W testach okazało się, że urządzenie jest w stanie pozyskać jedynie około 6% dostarczonej do niej energii. Mimo minimalnej grubości, grafen przesłaniał ogniwo fotowoltaiczne, obniżając efektywność pracy. Z tego powodu rozwiązanie zaproponowane przez chińskich naukowców okazało się całkowicie nieopłacalne ekonomicznie. Mimo to, technologia wzbudziła duże zainteresowanie w krajach, gdzie opady są codziennością.

Zamiast wykorzystywać grafen, naukowcy z USA opracowali dwie warstwy polimerowe, które mogą oddziaływać z pozytywnie naładowanymi jonami z deszczówki. Są one całkowicie przezroczyste, przez co ich wpływ na pracę samego ogniwa fotowoltaicznego jest znikomy. Choć nie udostępnili dokładnych danych co do efektywności pracy takiego ogniwa, mówią, że jest ono w stanie generować więcej energii niż standardowy moduł fotowoltaiczny. W obecnym stadium, to wciąż prototyp.

Według twórców, ich wynalazek to duży krok w kierunku uniezależnienia fotowoltaiki od pogody. W krajach takie jak np. Wielka Brytania deszcz pada przez ponad 40% czasu. Jeżeli technologia poprawi swoje parametry, może okazać się świetnym rozwiązaniem na kapryśną pogodę.

Źródło: interestingengineering.com

 

Maciej Janiszkiewicz

Redaktor GLOBEnergia