كيف تعمل طلاءات Airgel على تحسين فعالية الألواح الكهروضوئية
(كيف تعمل طلاءات Airgel على تحسين كفاءة الألواح الشمسية)
لقد أدت طبقات الهلام الهوائي بصمت إلى تغيير قواعد اللعبة على كوكب الطاقة الشمسية. قد تبدو هذه المنتجات خفيفة الوزن للغاية مثل الدخان المتجمد, لكنها تحمل أداءً شديدًا عند وضعها على الألواح الكهروضوئية. مع تزايد الحاجة إلى الطاقة النظيفة, يتحول المصممون والعلماء إلى الإيروجيل ليس فقط بسبب تفرده, ولكن لحقيقية, مكاسب قابلة للقياس في كمية ضوء الشمس التي تحصل عليها تصبح كهرباء قابلة للاستخدام. دعونا نحلل بالضبط ما يحدث– ولماذا يهم.
ما هي طلاءات ايروجيل؟? .
التشطيبات الهوائية عبارة عن طبقات رقيقة مصنوعة من مجموعة خاصة من المنتجات يشار إليها باسم aerogels. تبدأ هذه على شكل مواد هلامية, ومع ذلك، يتم التخلص من غالبية السائل بعناية شديدة واستبداله بالهواء, تاركين وراءهم مادة صلبة أكثر من 90% الهواء من حيث الحجم. والنتيجة هي مجرد واحدة من أخف المواد الصلبة المعروفة للبحث العلمي– ومع ذلك فهو قوي بشكل مدهش ويحمي بشكل لا يصدق. عند استخدامها على الألواح الشمسية, تم تصميم هذه التشطيبات لتكون شفافة حتى يتمكن ضوء الشمس من المرور من خلالها. في نفس الوقت بالضبط, أنها تحمي سطح اللوحة من الغبار, الرطوبة, وتقلبات في مستوى درجات الحرارة. يمكنك معرفة المزيد بخصوص طول عمرها الدائم في وظائف الحماية على صفحة الويب هذه.
لماذا تحتاج الألواح الشمسية إلى طلاءات Airgel؟? .
تفقد الألواح الكهروضوئية أداءها لعدة عوامل. يتراكم الغبار. الحرارة تتراكم. الرطوبة تتسلل. كل واحد من هذه المتغيرات يحاول تحقيق الكفاءة تدريجياً. أغطية الزجاج التقليدية تساعد, لكنهم لا يصلحون كل شيء صغير. هذا هو المكان الذي يعمل فيه الإيروجيل. لأنه عازل حراري رائع, فهو يساعد على الحفاظ على برودة الألواح طوال الأيام الحارة. تعمل لوحات التبريد بشكل أفضل– واضحة على هذا النحو. أيضًا, في الواقع، تعمل بعض محاليل الإيروجيل على صد الماء والغبار, مما يعني تنظيفًا أقل وامتصاصًا للضوء أكثر اتساقًا. في المناخات الصحراوية أو المناطق الساحلية الرطبة, هذا يحدث فرقا كبيرا. بدون حماية إضافية, تتحلل اللوحات بشكل أسرع. مع ايروجيل, يظلون فعالين لفترة أطول.
بالضبط كيف تزيد طلاءات Airgel من الكفاءة? .
السحر يحدث في 3 الطرق الأولية. بدءًا, تعمل طبقات الإيروجيل على تقليل تراكم الحرارة. تصبح الخلايا الشمسية أقل موثوقية عندما تسخن. عن طريق تقليد عائق حراري, يحافظ الإيروجيل على الحرارة الزائدة من المتبقية. ثانية, يمكن لأنواع معينة من الإيروجيل أن تنشر أو توجه الضوء بطرق قيمة, التأكد من أن المزيد من الفوتونات تضرب بالفعل المكونات النشطة للخلية. ثالث, لأن الطلاء مسعور (طارد المياه) ومكافحة الغبار, يظل السطح نظيفًا بدون صيانة متسقة. كمية أقل من الأوساخ تعني وصول المزيد من أشعة الشمس إلى اللوحة. اعتبر الأمر مثل استخدام النظارات الشمسية التي لا تعيق الوهج فحسب، بل تظل أيضًا خالية من التلطخ أثناء هطول الأمطار. لفهم كيفية إدارة الإيروجيل للحرارة في الإلكترونيات– مجال مرتبط ارتباطًا وثيقًا– ننظر في هذا المورد.
تطبيقات الألواح الشمسية المطلية بالإيروجيل .
سوف تكتشف الألواح الشمسية المغطاة بالإيروجيل والتي تظهر في جميع أنواع المواقع. تستفيد أقساط الأسطح في المدن نظرًا لأن الأوساخ والتلوث في المناطق الحضرية لن يتشبثا بسهولة. في ترتيبات بعيدة خارج الشبكة– مثل محطات الطقس أو أنظمة الطاقة القطرية– تعتبر الصيانة البسيطة أمرًا كبيرًا أيضًا. وتستخدمها مزارع الطاقة الشمسية الكبيرة في المناطق القاحلة للتخلص من تراكم الرمال والتدفئة الشديدة أثناء النهار. حتى الأهداف الفضائية قامت بالفعل باختبار الهلام الهوائي لنطاقات الطاقة الشمسية للأقمار الصناعية, بفضل طبيعته خفيفة الوزن ومتانته. ما وراء لوحات المستوى النموذجية, كما يتم الحصول على الأسطح الشمسية القابلة للتكيف أو المستديرة من مرونة الإيروجيل. ولا يتعلق الأمر بالسلطة فقط– عشاق الطاقة الشمسية الحرارية, أي الماء الدافئ مستفيداً من ضوء الشمس, شاهد الأداء المحسن أيضًا عند تغطيته بعزل الهواء. إذا كنت تتساءل عن كيفية تعزيز المنتجات المماثلة للراحة في الهياكل, رابط الويب هذا يُظهر جانبًا آخر من قدرة الإيروجيل على التكيف.
الأسئلة المتداولة حول طلاءات الهلام الهوائي والألواح الشمسية .
هل الإيروجيل واضح بدرجة كافية للاستخدام الشمسي؟? نعم. تم تصميم التشطيبات الحديثة للهلام الهوائي لتكون شفافة للغاية مع الاستمرار في توفير الدفاع. كانت الاختلافات المبكرة غائمة, لكن الإصدارات ذات البنية النانوية اليوم تسمح عبر أكثر من ذلك 90% من الضوء الملحوظ.
هل يشمل وزنا كبيرا? لا. الهلام الهوائي خفيف للغاية– كثيرا ما يطلق عليه “الدخان المجمد.” إن إضافة طبقة بالكاد يغير الوزن الإجمالي للوحة, وهو أمر مهم للتركيب على السطح والنقل.
هل هي مكلفة? كان عليه أن يكون. ومع ذلك، فإن التقدم في الإنتاج أدى إلى انخفاض الأسعار بشكل كبير. لوظائف الطاقة الشمسية واسعة النطاق, عادةً ما تفوق التوفيرات المالية الدائمة في الصيانة والأداء السعر الأول.
هل يمكن استخدامه بعد الإعداد? في بعض الحالات, نعم. توجد أساليب الرش أو الطلاء بالغمس, على الرغم من أن الطبقات المطبقة في المصنع غالبًا ما تميل إلى الاستمرار لفترة أطول وتنفيذها بشكل أفضل.
هل سوف ينكسر أو يتقشر في الوقت المناسب? يتم إنشاء تشطيبات هلامية عالية الجودة لتلتصق بشكل مريح بالزجاج وتقاوم التدهور الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية. تظل الإصدارات المطورة بشكل فعال سليمة لعدة سنوات تحت أشعة الشمس القاسية وظروف الطقس.
هل هناك مشاكل بيئية? العديد من الأيروجيلات الحديثة تعتمد على السيليكا وآمنة. وتستمر الدراسة أيضًا في أنواع الهلاميات الهوائية ذات الأساس الحيوي والتي تكون أكثر خضرة.
هل تستفيد جميع الألواح الكهروضوئية بالمثل? ليس بالضبط. لوحات دافئة, مغبر, أو البيئات الرطبة تشهد أكبر المكاسب. في معتدل, مناخات مرتبة, يمكن أن يكون التحسن أصغر– ولكن لا يزال موجودا.
هل يمكن أن تعمل مع الألواح ذات الوجهين (تلك التي تسجل الضوء من كلا الجانبين)? نعم, طالما يتم استخدام الطبقة فقط على الأسطح غير النشطة أو تستخدم تركيبة واضحة تمامًا على الجانب الخلفي. يقوم المهندسون حاليًا بفحص هذه التكوينات.
فهل هذه التكنولوجيا الحديثة متاحة على نطاق واسع الآن؟? إنها تنتقل بسرعة من المختبرات إلى الاستخدام في العالم الحقيقي. يقدم العديد من الموردين الآن لوحات معززة بالإيروجيل أو مجموعات تحديثية, خاصة في الأسواق التي تعتبر فيها النزاهة وانخفاض الصيانة من المخاوف الرئيسية.
(كيف تعمل طلاءات Airgel على تحسين كفاءة الألواح الشمسية)
طول الوقت يدوم التشطيب? تظهر الدراسات البحثية أن طبقات الهلام الهوائي جيدة الصنع يمكن أن تظل فعالة 10 ل 20 سنين– مطابقة أو تجاوز العمر المتوقع للألواح نفسها. يمكنك قراءة المزيد فيما يتعلق ببيانات طول العمر على هذه الدراسة البحثية التفصيلية.