โซลาร์ฟาร์มเว็บสล็อตใหม่ล่าสุดมีแหล่งน้ำสะอาดที่สำคัญ แต่เทคโนโลยีใหม่ๆ สามารถช่วยได้
โดย อนุราธ พาราณสี | เผยแพร่ 22 มี.ค. 2022 10:00 น
สิ่งแวดล้อม
ศาสตร์
เทคโนโลยี
แถวของแผงโซลาร์เซลล์ในทะเลทรายชิลี
ทะเลทรายเหมาะอย่างยิ่งสำหรับโซลาร์ฟาร์ม—ไม่มีฝุ่น อันโตนิโอ การ์เซีย กับ Unsplash
แบ่งปัน
สวนพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ ส่วนใหญ่ในโลกตั้งอยู่ในทะเลทราย ภูมิประเทศเหล่านี้มีที่ดินว่างเพียงพอและมีแสงแดดส่องตลอดปีสำหรับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ นักวิจัยได้จินตนาการถึงการเปลี่ยนทะเลทรายซาฮารา ซึ่งเป็น พื้นที่ทะเลทรายที่กว้างใหญ่ที่สุดในโลก
ให้กลายเป็นสวนพลังงานแสงอาทิตย์
ขนาดใหญ่ที่อาจผลิตพลังงานได้เป็นสี่เท่าของความต้องการพลังงานในปัจจุบันของโลก
แต่มีปัญหาสำคัญคือฝุ่น การสะสมของฝุ่นทีละน้อยบนแผงโซลาร์เซลล์สามารถลดประสิทธิภาพลงได้เกือบ 30 เปอร์เซ็นต์ภายในหนึ่งเดือนของการทำงาน สำหรับบางบริบท การสูญเสียพลังงานแสงอาทิตย์เพียงสามถึงสี่เปอร์เซ็นต์ในระดับโลกอาจหมายถึงการสูญเสียทางเศรษฐกิจอย่างน้อย3.3 ถึง 5.5 พันล้านดอลลาร์ เมื่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศทวีความรุนแรงมากขึ้นจากพายุฝุ่น ประสิทธิภาพของแผงโซลา ร์เซลล์อาจสูญเสียไปอย่างรวดเร็วเว้นแต่จะทำความสะอาดหลายครั้งต่อเดือน
เครื่องฉีดน้ำแรงดันสูงและสเปรย์ฉีดน้ำเป็น วิธีการ ทั่วไปในการทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงที่จะเกิดคราบและทำให้กระจกแผงโซลาร์เสียหาย ให้ใช้เฉพาะน้ำบริสุทธิ์และปราศจากแร่ธาตุ เท่านั้นที่ สามารถใช้ได้ ความจำเป็นในการขนส่งน้ำสะอาดไปยังพื้นที่แห้งแล้งหรือทะเลทรายที่ห่างไกลซึ่งมีแหล่งน้ำไม่เพียงพอคิดเป็น10 เปอร์เซ็นต์ของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและบำรุงรักษาของสวนพลังงานแสงอาทิตย์
ในขณะที่ความจุของสวนพลังงานแสงอาทิตย์ทั่วโลกในปัจจุบันมีมากกว่า 500 กิกะวัตต์นักวิจัยคาดการณ์ว่าในแต่ละปีมีการใช้น้ำดื่มมากถึง10 พันล้านแกลลอนเพื่อทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์ เพื่อให้มองในแง่ดี ปริมาณน้ำดังกล่าวสามารถตอบสนองความต้องการประจำปีของประชากรประมาณ2 ล้านคนที่อาศัยอยู่ในประเทศกำลังพัฒนา
“ฉันรู้สึกทึ่งกับปริมาณน้ำบริสุทธิ์ที่จำเป็นสำหรับการทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์” Kripa Varanasi ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลของ MIT กล่าว (ไม่เกี่ยวข้องกับผู้เขียน) “รอยเท้าน้ำของอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์จะเติบโตในอนาคตเท่านั้น เราจำเป็นต้องหาวิธีทำให้โซลาร์ฟาร์มมีความยั่งยืนมากขึ้น”
ความจำเป็นในการทำความสะอาดแบบไร้น้ำและไร้สัมผัส
ความพยายามในการกำจัดฝุ่นที่สะสมบนแผงโซลาร์เซลล์โดยใช้วิธีการขัดแบบแห้ง เช่นแปรงและแรงดันอากาศเสี่ยงต่อความเสียหายต่อแผงโซลาร์เซลล์เนื่องจากพื้นผิวมีรอยขีดข่วนเมื่อเวลาผ่านไป
ความไร้ประสิทธิภาพของวิธีการทำความสะอาดในปัจจุบันได้กระตุ้นให้พารา ณ สีและนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของเขา Sreedath Panat คิดค้นระบบทำความสะอาดแบบไร้สัมผัสที่สามารถขับไล่ฝุ่นจากแผงโซลาร์เซลล์ได้โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องใช้น้ำเป็นศูนย์
ระบบใหม่นี้ใช้การขับไล่ไฟฟ้าสถิตเพื่อดักจับอนุภาคฝุ่นออกจากพื้นผิวแผงโซลาร์เซลล์ แม้ว่าฝุ่นโดยตัวมันเองไม่ใช่ตัวนำ แต่พบว่าการใช้แรงไฟฟ้าหรือช่วงแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอผ่านอิเล็กโทรด เช่น แท่งโลหะ ซึ่งผ่านเหนือพื้นผิวของแผงโซลาร์เซลล์จะประจุอนุภาคฝุ่นที่วางอยู่บนแผง ขั้นต่อไป ประจุไฟฟ้าที่ตรงข้ามกันจะถูกนำไปใช้กับฟิล์มใส ซึ่งคล้ายกับที่ใช้ในโทรศัพท์และแล็ปท็อป ซึ่งติดตั้งบนระบบแล้ว ซึ่งช่วยให้พื้นผิวกระจกของแผงกันฝุ่นละอองที่น่ารำคาญ
[ที่เกี่ยวข้อง: แผงโซลาร์เซลล์แบบลอยตัวอาจเป็นสิ่งที่ยิ่งใหญ่รองลงมาในพลังงานสะอาด ]
ระบบนี้สามารถใช้แยกกันพร้อมกับหุ่นยนต์ทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์ หรือจะติดตั้งเพิ่มเติมตามแต่ละด้านของแผงและทำงานโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพียงเล็กน้อย เมืองพารา ณ สีและปนัดเขียนเกี่ยวกับงานวิจัยของพวกเขาในบทความล่าสุดที่ ตี พิมพ์ในวารสารScience Advances
ในอดีต NASA ได้ใช้ไฟฟ้าสถิตในการกำจัดฝุ่นจากแผงโซลาร์เซลล์บนยานสำรวจดาวอังคารด้วยความช่วยเหลือของหน้าจออิเล็กโทรไดนามิก อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนั้นใช้ได้เพียงเพราะว่าพวกมันถูกนำไปใช้ในสภาวะที่แห้งมาก โดยที่ความชื้นในโลกนี้ทำไม่ได้ “นอกจากนี้ยังต้องใช้อิเล็กโทรดอินเตอร์ดิจิที่มีราคาแพงซึ่งมีกำลังอ่อนกว่าและไม่สามารถทนต่อความชื้นได้” พาราณสีอธิบาย
นั่นทำให้ทั้งคู่เลือกใช้วิธีการที่แตกต่างกันของการใช้ไฟฟ้าสถิตสำหรับการทำความสะอาดแผงโซลาร์เซลล์แบบ Earth-bound พวกเขาเริ่มต้นด้วยการทดลองกับอนุภาคฝุ่นขนาดต่างๆ และพบว่าซิลิกาในอนุภาคฝุ่นดูดซับความชื้นจากบรรยากาศ
“ประจุของอนุภาคฝุ่นมาจากชั้นบาง ๆ ของน้ำดูดซับที่มีความหนาเพียงไม่กี่นาโนเมตร แต่ยังทำหน้าที่เป็นตัวนำ ซึ่งช่วยให้เราสามารถประมาณค่าแรงไฟฟ้าของอนุภาคฝุ่นและขจัดอนุภาคฝุ่นที่มีขนาดตั้งแต่ 30 ถึง 40 ไมครอน” พาราณสีกล่าว
ความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มนี้สำหรับนักวิจัยมาถึงหลังจากทำการทดลองที่ระดับความชื้นที่หลากหลายตั้งแต่ร้อยละห้าถึงร้อยละ 95 จากนั้นพวกเขาสังเกตเห็นว่าความชื้นเป็นแรงผลักดันที่ทำให้ระบบทำงานได้
“ตราบใดที่ความชื้นสัมพัทธ์สูงกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ ระบบนี้จะแข็งแกร่งและทำงานได้ดีมาก” พาราณสีกล่าว “เราสามารถนำไปใช้กับพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ส่วนใหญ่และแม้แต่ทะเลทรายที่แห้งแล้งที่สุดเนื่องจากการก่อตัวของน้ำค้างในตอนเช้า”
[ที่เกี่ยวข้อง: สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับการแปลงบ้านเป็นพลังงานแสงอาทิตย์ ]เว็บสล็อตใหม่ล่าสุด และ สล็อตแตกง่าย
