एक कोटिंग जो खुद को साफ करती है
एक शोध दल ने एक पारदर्शी सुपरहाइड्रोफोबिक स्व-सफाई कोटिंग विकसित की है जो सौर सेल दक्षता को 4.75 प्रतिशत बढ़ाती है, सौर ऊर्जा की सबसे निरंतर और महंगी समस्याओं में से एक को संबोधित करती है: गंदे पैनल। कोटिंग पानी की बूंदों को मोतियों की तरह बनाती है और सतह से लुढ़कती है, धूल, पराग और अन्य मलबे को ले जाती है, एक ऐसी प्रक्रिया में जो कमल के पत्तों के स्व-सफाई गुणों की नकल करती है।
यह तकनीक सौर उद्योग को रखरखाव लागत में अरबों डॉलर बचा सकती है जबकि एक ही समय में दुनिया भर में स्थापन पर ऊर्जा उपज को बढ़ाती है। मिट्टी के नुकसान, गंदे पैनलों के कारण दक्षता में कमी के लिए तकनीकी शब्द, आमतौर पर स्थान, जलवायु और सफाई की आवृत्ति के आधार पर सौर उत्पादन को 5 से 25 प्रतिशत तक कम करते हैं।
कोटिंग कैसे काम करती है
कोटिंग एक नैनोस्ट्रक्चर्ड सिलिका फॉर्मूलेशन पर आधारित है जो सूक्ष्म स्तर पर एक पदानुक्रमित सतह बनावट बनाता है। यह बनावट पानी की बूंदों के नीचे हवा को फंसाती है, बूंद और सतह के बीच संपर्क क्षेत्र को नाटकीय रूप से कम करती है। परिणाम 150 डिग्री से अधिक का संपर्क कोण है, जिसका अर्थ है कि पानी सतह पर लगभग गोलाकार बैठता है, फिर हल्के झुकाव पर लुढ़कता है।
जब बूंदें पैनल के पार लुढ़कती हैं, तो वे आसंजन और केशिका बलों के संयोजन के माध्यम से कणीय पदार्थ को उठाती हैं। यह निष्क्रिय सफाई तंत्र प्राकृतिक वर्षा, सुबह की ओस, या यहां तक कि नमी संघनन के साथ काम करता है, जिसका अर्थ है कि अधिकांश जलवायु में पैनलों को बिना मानव हस्तक्षेप या यांत्रिक प्रणालियों के नियमित सफाई मिलती है।
महत्वपूर्ण रूप से, कोटिंग सौर स्पेक्ट्रम में उच्च ऑप्टिकल पारदर्शिता बनाए रखती है। सुपरहाइड्रोफोबिक कोटिंग्स की पिछली कोशिशों ने अक्सर पानी से दूर भगाने वाले गुणों के लिए प्रकाश संचरण का त्याग किया, जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध परिणाम या ऊर्जा उत्पादन में कमी भी हुई। शोधकर्ताओं ने नैनोस्ट्रक्चर आयामों को अनुकूलित करके इसे हल किया ताकि सुपरहाइड्रोफोबिक प्रभाव को संरक्षित करते हुए प्रकाश प्रकीर्णन को कम किया जा सके।
परीक्षण और प्रदर्शन डेटा
4.75 प्रतिशत दक्षता में सुधार को छह महीने की क्षेत्र परीक्षण पर मापा गया था, जो समान परिस्थितियों में लेपित और लेपित रहित पैनलों की तुलना करता था। लेपित पैनलों ने लगातार उच्च आउटपुट बनाए रखा, प्रदर्शन अंतराल सूखे, धूलदार अवधि के दौरान चौड़ा हुआ जब लेपित रहित पैनलों में महत्वपूर्ण मिट्टी जमा होती है।
स्थायित्व परीक्षण से पता चला कि कोटिंग ने UV विकिरण, माइनस 20 और 85 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान चक्र, और सिम्युलेटेड हैल प्रभाव के संपर्क के बाद अपने सुपरहाइड्रोफोबिक गुणों को बनाए रखा। शोधकर्ताओं ने बताया कि कोटिंग ने कम से कम 18 महीने की त्वरित उम्र बढ़ने की परीक्षा के दौरान प्रदर्शन विशेषताओं को बनाए रखा, जो लगभग पांच साल के क्षेत्र संपर्क के बराबर है।
कोटिंग को एक स्प्रे-ऑन प्रक्रिया के माध्यम से मौजूदा सौर पैनलों पर लागू किया जा सकता है जिसमें विघटन या विशेष उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है। यह रेट्रोफिट क्षमता का अर्थ है कि तकनीक दुनिया भर में सौर पैनलों के विशाल स्थापित आधार को लाभ दे सकती है, न कि केवल नई स्थापन को।
सौर संचालन पर आर्थिक प्रभाव
पैनल सफाई सौर फार्म संचालन का एक आश्चर्यजनक महंगा घटक है। मध्य पूर्व, उत्तरी अफ्रीका और अमेरिकी दक्षिण-पश्चिम जैसे शुष्क क्षेत्रों में बड़े पैमाने पर स्थापन को हर कुछ सप्ताह सफाई की आवश्यकता हो सकती है, रोबोटिक सिस्टम, मैनुअल श्रम, या पानी-गहन धोने का उपयोग करते हुए। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी का अनुमान है कि मिट्टी वैश्विक सौर उद्योग को खोए हुए आउटपुट और सफाई खर्च में सालाना 3 से 5 अरब डॉलर का खर्च आता है।
एक कोटिंग जो सक्रिय सफाई की आवश्यकता को समाप्त करती है जबकि ऊर्जा उत्पादन को बढ़ाती है, सौर संचालन के अर्थशास्त्र को मौलिक रूप से बदल सकती है। यहां तक कि समशीतोष्ण जलवायु में जहां मिट्टी कम गंभीर है, 25 से 30 वर्ष के पैनल के जीवनकाल पर संचयी दक्षता लाभ महत्वपूर्ण अतिरिक्त राजस्व का प्रतिनिधित्व करता है।
शोधकर्ताओं का अनुमान है कि कोटिंग पैनल लागत में 2 प्रतिशत से कम जोड़ती है जबकि दक्षता लाभ प्रदान करती है जो पहले वर्ष के भीतर अपने लिए भुगतान करते हैं। दसियों हजार पैनलों के साथ उपयोगिता-पैमाने की स्थापन के लिए, सफाई लागत में बचत अकेले ही काफी होगी।
अगले कदम
शोध दल सौर पैनल कारखानों के लिए उत्पादन को स्केल करने और स्वचालित आवेदन प्रणालियों को विकसित करने के लिए विनिर्माण भागीदारों के साथ काम कर रहा है। वे 12 से 18 महीनों में वाणिज्यिक उपलब्धता की उम्मीद करते हैं, प्रारंभिक परिनियोजन उच्च-मिट्टी वाले वातावरण में उपयोगिता-स्तर की स्थापन को लक्षित करते हैं। जैसे ही वैश्विक स्थापित सौर क्षमता तेजी से विस्तार जारी रखती है, तकनीकें जो मौजूदा पैनलों की कार्यप्रणाली में सुधार करती हैं और संचालन लागत को कम करती हैं, तेजी से मूल्यवान बन जाती हैं।
यह लेख PV Magazine द्वारा रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.
