Artikkelit

Ratkaisu voi olla mullistava vaikeissa sääoloissa.

Espanjalaiset tutkijat ovat kehittäneet uudenlaisen ohuen suojapinnoitteen, jonka ansiosta aurinkokennot voivat tuottaa sähköä sekä auringonvalosta että sateesta. Ratkaisu voi parantaa paneelien toimintavarmuutta erityisesti vaativissa sääolosuhteissa.

Tutkimus toteutettiin Sevillassa toimivassa Materials Science Institute of Seville -tutkimuslaitoksessa ja tulokset on julkaistu tiedelehti Nano Energyssa.

Sadepisaroiden iskeytyminen aurinkopaneelin pintaan voi synnyttää mitattavan sähkövarauksen. Tutkijaryhmä osoitti, että yksittäinen vesipisara voi tuottaa jopa 110 voltin jännitepiikin, kun pinta on käsitelty uudella pinnoitteella.

Ratkaisun ytimessä on noin 100 nanometrin paksuinen fluorattu kalvo, joka suojaa herkkiä perovskiittiaurinkokennoja kosteudelta ja hapelta, läpäisee valon tehokkaasti ja vähentää valon heijastumista ja parantaa siten valon absorptiota. Kun vesipisara osuu pinnoitteeseen ja liikkuu sen pinnalla, syntyy sähkövaraus, joka tuottaa lisävirtaa aurinkokennon rinnalle.

Laboratoriokokeissa hybridilaite toimi yli viiden tunnin ajan yhtäjaksoisesti, kun sitä altistettiin tasaiselle valolle ja ajoittaiselle tippuvalle vedelle. Järjestelmä kykeni lataamaan kondensaattoreita ja sytyttämään LED-valoja erityisen jännitteenkorotuspiirin avulla.

Perovskiittiaurinkokennot ovat herättäneet viime vuosina laajaa kiinnostusta, sillä ne ovat edullisempia valmistaa kuin perinteiset piipohjaiset kennot ja niiden hyötysuhde on noussut nopeasti. Vuoteen 2025 mennessä yksiliitoskennojen sertifioitu hyötysuhde lähenteli noin 27 prosenttia, ja tandemrakenteissa lähes 35 prosenttia.

Haasteena on kyseisen materiaalin herkkyys kosteudelle, UV-säteilylle ja lämpötilavaihteluille. Siksi veden hyödyntäminen energianlähteenä samassa laitteessa on ollut aiemmin vaikeaa.

Upotustesteissä suojaamattomat kennot rikkoutuivat minuuteissa. Pinnoitetut laitteet kestivät selvästi pidempään, ja yhdistetty pinnoite–epoksirakenne säilytti toimintakykynsä yli 15 minuutin ajan veden ja valon samanaikaisessa altistuksessa.

Tutkijoiden mukaan teknologia voisi soveltua erityisesti omavaraisiin ulkolaitteisiin kuten liikennemerkkeihin, hätävalaistukseen, ympäristö- ja sääasemiin sekä merialueiden valvontapisteisiin.

Sadepisaroista saatava energia on luonteeltaan lyhyitä, korkeajännitteisiä pulsseja, kun taas aurinkokennot tuottavat tasaisempaa matalajännitteistä virtaa. Näiden kahden energialähteen tehokas yhdistäminen edellyttää erityisesti suunniteltuja elektroniikkaratkaisuja.

Lähde

Kuvituskuva: Pixabay

Hei! Luitko jo tämän?

Tutkijat kehittivät moottorin, joka kerää sähköenergiaa yötaivaan kylmyydestä

Tagit: aurinkoenergia  aurinkopaneeli    Takaisin