Группой испанских ученых разработано покрытие, которое позволяет солнечным батареям вырабатывать энергию в дождливую погоду, при этом повышая их долговечность при неблагоприятных погодных условиях.
На протяжении многих лет связь погоды с выработкой солнечных панелей была простой: ясная погода сулила хорошее производство электроэнергии, а облачность и дождь сильно его снижали. Для компенсации этой «ахиллесовой пяты» владельцам фотоэлектрических станций приходится прибегать к гибридным энергетическим моделям или установке накопителей. Группа исследователей из Института материаловедения Севильи (ICMS) в Испании предлагает рассмотреть дождливые дни не как потерю, а как новую возможность благодаря разработке материала, способного превращать кинетическую энергию дождевых капель в электричество.
Новый материал наносится на солнечную панель тончайшим слоем в 100 нм при комнатной температуре в условиях низкого вакуума (для сравнения средняя толщина человеческого волоса примерно 80 000 нм). Это покрытие служит химическим барьером, защищая панель от деструкции под действием кислорода воздуха и влаги, при этом позволяет солнечному излучению проходить сквозь пленку. Кроме того, нанесенный материал действует как трибоэлектрический: преобразовывает микроскопические удары падающих дождевых капель в небольшие электрические импульсы. Ученым удалось продемонстрировать, что одна капля может генерировать пиковые значения электрического напряжения до 110 вольт, а измеренная при определенных условиях плотность мощности составила приблизительно 4 милливатт на квадратный сантиметр. И пусть энергия одной капли ничтожна мала, совокупный эффект миллионов капель во время дождя может генерировать значительное количество электроэнергии. Этот подход может превратить погодное явление, которое мешало производству энергии, в явление, которое будет ему способствовать, что особенно важно для регионов с длительными сезонами дождей. Хотя потенциал этой технологии не ограничивается только улучшением солнечных панелей. Разработанный материал со временем может быть интегрирован в широкий спектр различных поверхностей: мосты, крыши и фасады зданий, даже одежда! Это «умное» покрытие могло бы обеспечивать электроэнергией светящиеся вывески, системы мониторинга или автономное освещение.
Прежде чем коммерциализировать разработанный материал, исследователем еще придется преодолеть ряд ограничений, тем не менее данное исследование демонстрирует потенциал дождя как важного нового источника возобновляемой энергии, в том числе в совокупности с солнечными технологиями. Подробные результаты исследования доступны в электронном виде в журнале Nano Energy.
