Permukaan Icephobic Untuk Ais, Penumpahan Salji dalam Skala Utiliti Solar

Penyelidik AS telah membangunkan sistem salutan yang didakwa berkesan membolehkan penumpahan salji dan ais secara pasif berulang kali dalam loji suria skala utiliti pada julat luas suhu di bawah sifar hingga -35 darjah Celsius.

“Dengan beberapa ujian tambahan, teknologi kami akan segera digunakan untuk pemasangan solar sebenar,” pengarang penyelidikan yang sepadan, Anish Tuteja, memberitahu majalah pv.“Kami merancang untuk melakukan lebih banyak eksperimen lanjutan tidak lama lagi, di mana salutan akan diuji selama beberapa tahun pada panel solar luar.”

50μsalutan m terdiri daripada permukaan telus optik yang mempamerkan kedua-dua lekatan dan keliatan antara muka ais yang sangat rendah. Ia dibuat dengan menggunakan larutan minyak trigliserida (MCT) rantaian sederhana dengan kandungan berat 60wt% untuk mengplastikan dua polivinil klorida polimer industri biasa yang dikenali sebagai MC2 dan MC6, masing-masing.

Kedua-dua penyelesaian telah diuji dalam subset panel 72 sel berukuran 2x1m pada sistem PV terikat grid yang dikendalikan oleh utiliti Alaska di Fairbanks semasa musim sejuk 2019 dan 2020. Sudut kecondongan pemasangan ditetapkan pada 45 darjah untuk memudahkan salji turun, dan kesemua 16 modul yang digunakan untuk eksperimen telah dilengkapi dengan penyongsang mikro. Kedua-dua penyelesaian MC2 dan MC6 digunakan pada kaca permukaan modul dan bingkai struktur.

Panel dipasang empat ke atas dalam orientasi landskap dan setiap lajur termasuk panel bersalut dipisahkan oleh lajur yang menganjurkan panel tidak bersalut.“Data tentang penumpahan salji dikumpul oleh kamera gred penyelidikan yang diposisikan secara normal untuk setiap tatasusunan dan dengan medan pandangan yang mencukupi untuk menangkap tatasusunan penuh panel eksperimen,” para saintis menjelaskan.“Dalam beberapa minit, kedua-dua lajur MC2 dan MC6 menunjukkan penumpahan salji yang dipercepatkan, berbanding lajur kawalan tidak bersalut, dengan litupan salji berkurangan sebanyak kira-kira 61% dan kira-kira 32% pada MC2 dan MC6 [panel bersalut], masing-masing.”

Panel yang tidak bersalut, sebaliknya, kekal sepenuhnya dilitupi oleh salji dan ais semasa tempoh ujian dan mampu menghasilkan hampir sifar elektrik. Penyingkiran salji yang disebabkan oleh angin adalah minimum semasa ujian, kerana angin dengan kelajuan yang sangat terhad telah didaftarkan.

Para saintis mendapati bahawa penyelesaian MC2 mencapai prestasi terbaik, menghasilkan purata kawasan liputan salji hanya 27.7%, manakala penyelesaian MC6 mampu mencapai purata 45.4%. Yang terakhir didapati mempunyai kekuatan mekanikal yang lebih rendah, yang juga membawa delaminasi pada panel. Yang pertama mengekalkan prestasi dan kestabilannya sepanjang 77 hari percubaan.

Para saintis menekankan bahawa teknologi salutan mampu menumpahkan pelbagai jenis salji dan ais dan berkata ia juga boleh digunakan untuk PV bersepadu bangunan.“Kos bahan dijangka agak rendah,” Tuteja memberitahu majalah pv.“Saya akan menganggarkannya kurang daripada $1 setiap rakaman persegi.”

Teknik novel dicadangkan dalam karya Memudahkan Penumpahan Salji Berskala Besar daripada Tatasusunan Suria Dalam Medan menggunakan Permukaan Isepobik dengan Keliatan Antara Muka Rendah, diterbitkan dalam Teknologi Bahan Termaju. Kumpulan penyelidikan itu terdiri daripada saintis dari Universiti Michigan, Universiti Alaska dan Jabatan Tenaga AS's Sandia National Laboratories.