Permukaan Icephobic Untuk Es, Penumpahan Salju dalam Skala Utilitas Surya

Peneliti AS telah mengembangkan sistem pelapisan yang diklaim dapat secara efektif memungkinkan penumpahan salju dan es pasif berulang kali di pembangkit listrik tenaga surya skala utilitas pada rentang suhu di bawah nol hingga -35 derajat Celcius.

“Dengan beberapa pengujian tambahan, teknologi kami akan segera berlaku untuk instalasi surya nyata,” penulis koresponden penelitian, Anish Tuteja, mengatakan kepada majalah pv.“Kami berencana untuk melakukan eksperimen yang lebih luas segera, di mana lapisan akan diuji selama beberapa tahun pada panel surya luar ruangan.”

50μlapisan m terdiri dari permukaan transparan optik yang menunjukkan daya rekat dan ketangguhan antarmuka es yang sangat rendah. Itu dibuat dengan menggunakan larutan minyak trigliserida rantai menengah (MCT) dengan kandungan berat 60wt% untuk memplastiskan dua polivinil klorida industri umum yang dikenal sebagai MC2 dan MC6, masing-masing.

Kedua solusi tersebut diuji dalam subset panel 72 sel berukuran 2x1m pada sistem PV terikat-grid yang dioperasikan oleh utilitas Alaska di Fairbanks selama musim dingin 2019 dan 2020. Sudut kemiringan instalasi ditetapkan pada 45 derajat untuk memfasilitasi penurunan salju, dan semua 16 modul yang digunakan untuk percobaan dilengkapi dengan inverter mikro. Baik solusi MC2 dan MC6 diterapkan pada kaca permukaan modul dan rangka struktural.

Panel dipasang empat-atas dalam orientasi lanskap dan setiap kolom termasuk panel yang dilapisi dipisahkan oleh kolom yang menampung panel yang tidak dilapisi.“Data tentang pelepasan salju dikumpulkan oleh kamera tingkat penelitian yang diposisikan secara normal pada setiap larik dan dengan bidang pandang yang cukup untuk menangkap rangkaian lengkap panel eksperimental,” para ilmuwan menjelaskan.“Dalam hitungan menit, baik kolom MC2 dan MC6 menunjukkan pelepasan salju yang dipercepat, relatif terhadap kolom kontrol yang tidak dilapisi, dengan cakupan salju berkurang masing-masing sekitar 61% dan sekitar 32% pada [panel berlapis] MC2 dan MC6.”

Panel yang tidak dilapisi, sebaliknya, tetap sepenuhnya tertutup salju dan es selama periode pengujian dan mampu menghasilkan hampir nol listrik. Penghapusan salju yang disebabkan oleh angin minimal selama pengujian, karena angin dengan kecepatan yang sangat terbatas dicatat.

Para ilmuwan menemukan bahwa solusi MC2 mencapai kinerja terbaik, menghasilkan area cakupan salju rata-rata hanya 27,7%, sedangkan solusi MC6 mampu mencapai rata-rata 45,4%. Yang terakhir ditemukan memiliki kekuatan mekanik yang lebih rendah, yang juga membawa delaminasi ke panel. Yang pertama mempertahankan kinerja dan stabilitasnya selama 77 hari percobaan.

Para ilmuwan menekankan bahwa teknologi pelapisan mampu menumpahkan berbagai jenis salju dan es dan mengatakan itu juga dapat diterapkan pada PV yang terintegrasi dengan bangunan.“Biaya material diperkirakan cukup rendah,” Tuteja mengatakan kepada majalah pv.“Saya akan memperkirakan mereka kurang dari $ 1 per rekaman persegi.”

Teknik baru ini diusulkan dalam makalah Facilitating Large-Scale Snow Shedding from In-Field Solar Arrays using Icephobic Surfaces with Low-Interfacial Toughness, yang diterbitkan di Advanced Materials Technologies. Kelompok penelitian terdiri dari ilmuwan dari University of Michigan, University of Alaska, dan Departemen Energi AS's Sandia National Laboratories.