Statik elektrik, çöl güneş panellerini tozdan uzak tutabilir

Toz, güneş panellerinin çıkışını büyük ölçüde düşürür, ancak panellere bir elektrik alanı uygulamak, toz parçacıklarının birbirini itmesine ve dağılmasına neden olabilir.

Statik elektrik, çöl güneş panellerindeki tozu temizleyerek her yıl yaklaşık 45 milyar litre su tasarrufu sağlayabilir.

Birleşik Arap Emirlikleri‘ndeki Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park ve California’daki Desert Sunlight Solar Farm gibi dünyanın en büyük güneş enerjisi çiftliklerinden bazıları çöllerdedir. Bu ortamlar, güneş panellerinde hızla biriken parçacıklarla çok tozlu olma eğilimindedir. Bir aylık toz birikimi, bir güneş panelinin verimini yaklaşık yüzde 40 oranında azaltabilir.

Bu tozu temizlemenin en yaygın yollarından biri, güneş panellerine büyük miktarda damıtılmış su püskürtmektir. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Kripa Varanasi , her yıl sadece güneş panellerini temizlemek için kullanılan tahmini 45 milyar litre su ile sürecin maliyetli ve sürdürülemez olduğunu söylüyor .

“Bu miktar [her yıl] bir milyondan fazla insana su sağlayabilir” diyor.

Bu sorunu çözmeye yardımcı olmak için Varanasi ve meslektaşları, laboratuvarda statik elektrik yoluyla güneş panellerini susuz temizleme yöntemi geliştirdiler.

Toz normalde elektriği iletmez. Ancak bu, havadaki nem bir toz parçacığının yüzeyine yapıştığında değişir – bu, adsorpsiyon olarak bilinen bir süreçtir. Güneş panellerini kaplayan ince cam levhalar da iletken değildir. Bunu değiştirmek için Varanasi’nin ekibi, bir güneş panelinin yüzeyine 5 nanometre şeffaf çinko oksit ve alüminyum tabakası ekledi.

Daha sonra tozla kaplı panelin üzerine metalik bir plaka asıldı ve plaka ile panel arasına yaklaşık 12 kilovoltluk bir elektrik alanı uygulandı. Bu, her iki katmanın da elektrotlar, bir devrenin metalik olmayan bir parçası ile temas eden iletkenler haline gelmesine neden oldu.

Güneş paneli ve toz daha sonra pozitif olarak yüklenirken, metalik plaka negatif olarak yüklendi. Plaka panelin üzerinde süpürüldükçe, toz parçacıkları birbirini itmeye başlayarak dağılmalarına neden oldu.

Yaklaşık yüzde 30 bağıl nemde, toz parçacıkları laboratuvardaki güneş panelinden tamamen uzaklaştırılacak kadar nemi emdi ve kayıp güç çıkışının yüzde 95’ini geri kazandı. Varanasi, en kurak çöllerin bile yaklaşık yüzde 30 bağıl neme sahip olduğunu söylüyor.

“Bence su, değeri çok düşük olan değerli bir metadır” diyor. Umduğum şey, bunun daha fazla insanı su sorunları hakkında düşünmeye teşvik etmesi.”