太陽能開發(fā)和利用是未來幾十年內(nèi)新能源發(fā)展的主流方向之一，目前利用太陽能主要方式是光伏發(fā)電。有機構(gòu)預(yù)測，到2030年，光伏發(fā)電將占到全球發(fā)電總量的10%。
沙漠中有充沛的太陽能可供利用，但沙塵很容易遮擋光伏板，導(dǎo)致太陽能的利用率大大降低，灰塵積聚問題可以嚴重影響到電池板的工作效率和狀態(tài)。如何有效的定期清潔對于安裝太陽能電池板及后續(xù)的維修是極其重要的。
沙漠中水資源稀缺，用水清洗光伏板是一種奢望。怎么樣省水的清洗光伏板，是一個科技挑戰(zhàn)。在近日發(fā)表于《科學(xué)進展》期刊上的一篇文章中，麻省理工學(xué)院（MIT）的一支研究團隊，介紹了一種獨特的無水清潔方法。對于缺水地區(qū)來說，該方法將有助于其更好地清楚太陽能電池板上的灰塵，從而提升能量轉(zhuǎn)換的整體效率。
在MIT的新系統(tǒng)中，一種基于靜電斥力的方式被使用，通過靜電斥力可以使灰塵顆粒分離并從面板表面飛出，進而無需使用水或者刷子。通過在太陽能電池板上布置一種簡單的電極，同時利用電動機和導(dǎo)軌讓電極在電池板上運動，即可實現(xiàn)上述目的。具體操作如下圖所示。
使用時，給光伏組件充上靜電，靜電會傳導(dǎo)給沙塵顆粒，從而使沙塵也帶上同種電荷。根據(jù)靜電同性相斥的原理，就能把沙塵排斥開。
MIT 工學(xué)院研究生 Sreedath Panat 和機械工程教授 Kripa Varanasi 指出：實驗室測試結(jié)果表明，面板能量輸出會在灰塵積聚的一開始就出現(xiàn)急劇下滑，然后在持續(xù)一個月的情況下銳減 30% 。
以 150 兆瓦的光伏發(fā)電設(shè)施為例，即使功率降低 1%，也會導(dǎo)致約20萬美元的年損失。若推廣至全球范圍、以及 3~4% 的功率損失，經(jīng)濟效益將暴降 33~55 億美元。
研究配圖 - 3：電荷預(yù)估實驗
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