Bụi làm giảm đáng kể sản lượng của các tấm pin mặt trời, nhưng áp dụng một điện trường vào các tấm pin có thể làm cho các hạt bụi đẩy nhau và phân tán

Điện tĩnh có thể loại bỏ bụi khỏi các tấm pin mặt trời sa mạc, tiết kiệm khoảng 45 tỷ lít nước mỗi năm.

Một số trang trại năng lượng mặt trời lớn nhất trên thế giới nằm trên sa mạc, chẳng hạn như Công viên năng lượng mặt trời Mohammed bin Rashid Al Maktoum ở Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và Trang trại năng lượng mặt trời Desert Sunlight ở California. Những môi trường này có xu hướng rất bụi, với các hạt nhanh chóng tích tụ trên các tấm pin mặt trời. Lượng bụi tích tụ trong một tháng có thể làm giảm sản lượng của tấm pin năng lượng mặt trời khoảng 40%.

Một trong những cách phổ biến nhất để loại bỏ bụi này là phun một lượng lớn nước cất lên các tấm pin mặt trời. Kripa Varanasi tại Viện Công nghệ Massachusetts cho biết, với khoảng 45 tỷ lít nước được sử dụng hàng năm chỉ để làm sạch các tấm pin mặt trời, quá trình này rất tốn kém và không bền vững.
Ông nói: “Lượng nước đó có thể cung cấp nước cho hơn một triệu người [mỗi năm].

Để giúp giải quyết vấn đề này, Varanasi và các đồng nghiệp của ông đã tạo ra một cách làm sạch các tấm pin mặt trời thông qua tĩnh điện trong phòng thí nghiệm không cần nước.

Bụi thông thường không dẫn điện. Tuy nhiên, điều này sẽ thay đổi khi hơi ẩm trong không khí bám vào bề mặt của hạt bụi - một quá trình được gọi là quá trình hấp phụ. Các tấm kính mỏng bao phủ các tấm pin mặt trời cũng không phải là chất dẫn điện. Để thay đổi điều này, nhóm của Varanasi đã thêm một lớp oxit kẽm và nhôm trong suốt 5 nanomet lên bề mặt của tấm pin năng lượng mặt trời.

Sau đó, một tấm kim loại được đặt lơ lửng trên tấm bảng phủ đầy bụi, và một điện trường khoảng 12 kilovolt được đặt giữa tấm và tấm. Điều này khiến cả hai lớp trở thành điện cực, vật dẫn tiếp xúc với phần phi kim loại của mạch.

Tấm pin mặt trời và bụi sau đó trở nên tích điện dương, trong khi tấm kim loại trở nên tích điện âm. Khi tấm quét phía trên tấm nền, các hạt bụi bắt đầu đẩy nhau, khiến chúng phân tán.

Ở độ ẩm tương đối khoảng 30%, các hạt bụi đã hấp thụ đủ độ ẩm để được loại bỏ hoàn toàn khỏi tấm pin mặt trời trong phòng thí nghiệm, khôi phục 95% sản lượng điện bị mất của nó. Varanasi cho biết ngay cả những sa mạc khô hạn nhất cũng có độ ẩm tương đối khoảng 30%.

Ông nói: “Tôi nghĩ rằng nước là một mặt hàng quý giá nhưng lại bị định giá rất thấp. “Điều tôi hy vọng là điều này sẽ thúc đẩy nhiều người suy nghĩ về các vấn đề nước hơn”.

Tham khảo tạp chí: Science Advances, DOI: 10.1126 / sciadv.abm0078

Đọc thêm: https://www.newscientist.com/article/2312079-static- Electricality-can-keep-desert-solar-panels-free-of-dust/#ixzz7Udp3Wqx6