An Bhacainn Teasa a Bhriseadh: -Cuireann Páipéar Brataithe Hidrogel Briseadh Chun Cinn Fuarú Íseal-Éighníomhach ar Chostas do Mhodúil PV

Tá éifeachtúlacht mhodúil fhótavoltach (PV) ceangailte go dlúth le teocht oibriúcháin. I gcás gach céim Celsius os cionn an choinníll tástála caighdeánach (25 céim ), cailleann painéal gréine sileacain criostalach 0.4-0.5% dá éifeachtúlacht. I réigiúin trópaiceacha agus fothrópaiceacha, áit a bhfuil ionradaíocht ghréine flúirseach, is féidir le teochtaí dromchla an phainéil a bheith níos airde ná 60-70 céim go héasca, rud a fhágann go gcailltear torthaí suntasacha fuinnimh. Cé go bhfuil córais fuaraithe gníomhacha (cosúil le caidéil uisce agus lucht leanúna) ann, cuireann siad tomhaltas fuinnimh seadánacha, costais chothabhála, agus castacht an chórais. Tá teicníochtaí fuaraithe éighníomhacha, lena n-áirítear fuarú radach agus galaithe, tar éis gealltanas a thaispeáint ach is minic a éilíonn siad ábhair chostasacha nó bíonn díghrádú tapa orthu.

Mar sin féin, d'fhéadfadh teacht chun cinn le déanaí ó fhoireann taighde Vítneaimis eacnamaíocht an fhuaraithe PV éighníomhach a athscríobh. Trí fhoshraith páipéir brataithe hidrogel a chomhcheangal le sruth mall uisce agus galú idir-aghaidh, tá córas forbartha acu atá an-éifeachtach ní hamháin - ag ísliú teochtaí oibriúcháin suas go dtí 14 céim agus ag cur le héifeachtúlacht chomh mór le 16.8% - ach freisin ar chostas thar a bheith íseal agus atá comhoiriúnach le fíoruisce agus uisce farraige nádúrtha.

Baineann an nuálaíocht le húsáid teicníc dearadh galánta simplí. Chlúdaigh an fhoireann taighde leathán páipéir tanaí scagach le sciath hidrogel atá déanta as líonraí polaiméire hidreafhile; dá bhrí sin, tá cumas an-mhór aige chun Uisce mór a ionsú agus a shealbhú. Nuair a bheidh an páipéar clúdaithe, beidh sé lannaithe ar chúl an phainéil PV; ar an mbealach seo, is féidir braon mall Uisce a thabhairt isteach go leanúnach ó bheathú domhantarraingthe nó ó thaiscumar beag atá suite ar chúl an phainéil éighníomhach gréine.

Tá dhá phríomhfheidhm ag an hidrogel. An chéad cheann, taise a choinneáil sa pháipéar scagach i bhfad tar éis an t-ionsú uisce ag an bpáipéar a tharla, agus leanúint ar aghaidh ag coinneáil taise le linn nochtadh fada don ghrian díreach agus teocht ard. Is é an dara ceann ná galú interfacial a chur chun cinn (galú Uisce a tharlaíonn ag an gcomhéadan idir an hidrogel agus an t-aer máguaird, seachas galú Uisce ó dhromchla leachtach mórchóir). Cruthaíonn an meascán de hidrogel a ionsú uisce agus ag ceadú do ghalú idir-aghaidh éifeacht fuaraithe níos mó in aghaidh an aonaid Uisce a chaitear chomh maith le bheith i bhfad níos tíosaí ar fhuinneamh ná galú mórchóir. De réir mar a ghalaíonn Uisce; tarraingeoidh sé teas folaigh go díreach ón bpainéal PV, rud a laghdóidh teocht oibriúcháin an phainéil PV. Tá achar dromchla ard ag an bpáipéar póiriúil atá lannaithe ar chúl an phainéil PV le haghaidh galú uasta, agus ag an am céanna tá costas ábhartha an iarratais Hydrogel sách íseal.

Rinne foireann Vítneam tástáil críochnúil lasmuigh; le linn na dtástálacha seo fuarthas go bhfuaraíonn painéal atá brataithe le hidrogel painéal síos 14 céim Celsius i gcomparáid le painéal neamhbhrataithe (neamhfhuaraithe). Ciallaíonn sé seo, le linn buaic-ghrian nuair a bheadh ​​caillteanais teirmeacha níos airde, mhéadaigh an painéal fuaraithe an éifeachtúlacht choibhneasta suas le 16.8% thar an bpainéal neamhbhrataithe.

Ag baint úsáide as an sampla seo: Smaoinigh ar phainéal caighdeánach a tháirgeann aschur rátáilte ag teocht oibriúcháin 65 céim Celsius, (400 vata) ní sholáthróidh sé ach thart ar 320 vata aschuir mar gheall ar chaillteanais teirmeacha. Le córas fuaraithe náid caillteanas teasa, sholáthródh an painéal céanna beagnach 374 vata aschuir. Mar sin, cuireann an méid cumhachta a ghineann painéil ag baint úsáide as an gcóras fuaraithe seo méadú suntasach ar an méid fuinnimh atá ar fáil le húsáid do na córais fóntais nó díon tráchtála, rud a laghdóidh go mór costas leibhéalta an leictreachais (LCOE).

Ceann de na gnéithe is suntasaí den nuálaíocht seo ná a chumas rith ar fhíoruisce agus ar uisce farraige nádúrtha. I go leor suíomhanna cósta nó oileán, tá fionnuisce gann nó costasach, rud a fhágann nach bhfuil gnáth-fhuarú galaithe praiticiúil. Léirigh an páipéar brataithe hidrogel, áfach, feidhmíocht chobhsaí fiú nuair a cuireadh uisce farraige neamhchóireáilte ar fáil dó. Is cosúil go gcuireann an mhaitrís hidrogel in aghaidh criostalú salainn agus sileadh – fadhbanna coitianta a chuireann isteach ar ghnáthfhuaraitheoirí galaithe – trí ligean do iain salainn idirleathadh isteach sa bhulcshreabhadh uisce seachas a bheith ag carnadh ar an dromchla galaithe. Osclaíonn an cumas seo fuarú PV chuig suiteálacha amach ón gcósta, feirmeacha gréine ar snámh, agus réigiúin arid cósta nach bhfuil ach uisce salanda ar fáil iontu.

Is féidir le fuarú gníomhach traidisiúnta (cúrsaíocht aeir nó uisce éigeantais) teocht PV a laghdú 10-20 céim ach ídíonn sé 1-3% d'aschur an chórais, éilíonn sé caidéil, píopaí agus cothabháil rialta. Cé go bhfuil scannáin fhuaraithe radiative éighníomhacha, cé go bhfuil siad geallta, is minic a bhíonn siad ag brath ar struchtúir chasta fótónacha nó ar pholaiméirí daor agus d'fhéadfadh go gcaillfidh siad éifeachtacht faoi choinníollacha tais nó scamallach. I gcodarsnacht leis sin, tá an córas páipéir hidrogel beagnach go hiomlán éighníomhach ach amháin i gcás fotha uisce íosta (is féidir a bheith tiomáinte ag domhantarraingthe). Tá na hábhair - páipéar agus hidrogel - orduithe méide níos saoire ná scannáin fuaraithe speisialaithe. Ina theannta sin, is féidir an córas a iarfheistiú ar mhodúil atá ann cheana féin ar chostas an-íseal.

Níl aon teicneolaíocht gan teorainneacha. Éilíonn an páipéar brataithe hidrogel soláthar leanúnach, cé go bhfuil sé mall, uisce (m.sh., cúpla lítear in aghaidh an mhéadair chearnaigh in aghaidh an lae). In uisce-gann{-taobh istigh den ghreille, d’fhéadfadh sé seo a bheith ina dhúshlán lóistíochta fós, cé go bhféadfaí báisteach gafa nó comhdhlúthán a úsáid. Is fachtóir eile é marthanacht fhadtéarmach: caithfidh an páipéar seasamh in aghaidh díghrádaithe ultraivialait, agus caithfidh an hidrogel a thimthriall crapadh swelling a choinneáil thar na mílte timthriallta teirmeach. Thuairiscigh foireann Vítneaimis cobhsaíocht a bhfuil gealladh fúthu thar thréimhsí tástála tosaigh, ach beidh sonraí allamuigh ilbhliantúla riachtanach.

Mar sin féin, tá na hiarratais ionchasacha ollmhór. D'fhéadfadh feirmeacha agravoltacha (áit a n-úsáidtear uisce cheana féin le haghaidh uisciúcháin barr) fuarú PV a chomhtháthú le huisce breise íosta. D’fhéadfaí gnóthachain feidhmíochta a fheiceáil ar an toirt i gcórais díonta i gcathracha trópaiceacha tais – áit a bhfuil fuarú galaithe fós éifeachtach. Agus is cosúil go bhfuil an ghrian ar snámh amach ón gcósta, go minic teoranta ag teochtaí arda modúil agus infhaighteacht uisce farraige, ina mheaitseáil foirfe.

Is céim shuntasach chun tosaigh i mbainistíocht theirmeach PV ísealchostais é forbairt chóras fuaraithe éighníomhach páipéar brataithe hidrogel ag taighdeoirí Vítneaimis. Trí laghdú teochta 14 céim a sheachadadh agus feabhsú éifeachtúlachta beagnach 17% gan úsáid a bhaint as rud ar bith níos mó ná páipéar, hidrigil, agus braon uisce - úr nó salainn - tugann an nuálaíocht seo dúshlán don toimhde go gcaithfidh fuarú éifeachtach a bheith costasach nó dian ar fhuinneamh. De réir mar a bhíonn an domhan ag iarraidh dul i bhfód gréine níos airde i réigiúin te agus tais, beidh réitigh shimplí, bithmhiméadacha den sórt sin fíor-riachtanach. I measc na gcéad chéimeanna eile tá déantúsaíocht phíolótach, -tástáil iontaofachta fadtéarmach, agus comhtháthú le córais buainte uisce. Má ghlantar na bacáin sin, seans go mbeidh páipéar brataithe hidrogel ina ghnáthghabhálaí ar phainéil ghréine den chéad ghlúin eile.