Πρόβλημα με πάγο
Σε νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Applied Energy, οι επιστήμονες καταδεικνύουν πώς ένας τύπος πλωτού ηλιακού συστήματος λειτούργησε κατά τη διάρκεια των κρύων χειμερινών συνθηκών του Καναδά και παρήγαγε αποτελεσματικά καθαρή ενέργεια.
Ένα από τα πράγματα που εμποδίζουν την ανάπτυξη ηλιακών πάνελ σε ψυχρά περιβάλλοντα είναι η ανησυχία ότι οι θερμοκρασίες κατάψυξης θα προκαλέσουν σχηματισμό παχύρρευστου πάγου στο νερό, κάτι που τα υπολογιστικά μοντέλα υποδηλώνουν ότι θα μπορούσε να προκαλέσει ζημιά ή να καταπονήσει μια πλωτή δομή.
Για να αποτρέψουν αυτό, ερευνητές στο Western University του Καναδά κατασκεύασαν ένα πλωτό φωτοβολταϊκό πάνελ (FPV) με αφρώδες υπόστρωμα και ένα νέο σύστημα φυσαλίδων αέρα. Για να δοκιμάσουν αυτό το σχέδιο, κατασκεύασαν ένα σύστημα 7 κιλοβάτ και το ανέπτυξαν σε μια λίμνη ομβρίων υδάτων στο Οντάριο.
Αντί να χρησιμοποιήσουν ογκώδεις πλαστικές σχεδίες που συνήθως υποστηρίζουν πλωτά ηλιακά πάνελ σε θερμότερα κλίματα, η ομάδα προσάρμοσε εύκαμπτα ηλιακά πάνελ απευθείας σε φύλλα παχύρρευστου αφρού. Το πλεονέκτημα είναι ότι τα πάνελ είναι λιγότερο εκτεθειμένα στον άνεμο, κάτι που μπορεί να επηρεάσει τα παραδοσιακά κεκλιμένα συστήματα.
Το πρόβλημα του πάγου αντιμετωπίστηκε με την εγκατάσταση αγωγών αέρα ακριβώς κάτω από τα πλωτά πάνελ, με μια αντλία στην ακτή να ωθεί μια σταθερή ροή φυσαλίδων μέσα από αυτές από τον πυθμένα της λίμνης. Επειδή το νερό είναι ελαφρώς θερμότερο στον πυθμένα κατά τη διάρκεια του χειμώνα, οι ανερχόμενες φυσαλίδες ωθούν αυτή τη θερμότητα προς τα πάνω, προς τα πάνελ.
Ένας χρόνος δοκιμών
Η ομάδα παρακολούθησε το πλωτό σύστημά της, το οποίο κάλυπτε περίπου το 3% της λίμνης, συνεχώς για ένα χρόνο. Αναφέρουν ότι διατήρησαν τα πάνελ χωρίς πάγο καθ' όλη τη διάρκεια του χειμώνα χρησιμοποιώντας μόνο μια μικρή ποσότητα πρόσθετης ενέργειας. «Το αναπτυγμένο σύστημα φυσαλίδων αέρα διατήρησε με επιτυχία το ανοιχτό νερό χωρίς πάγο καθ' όλη τη χειμερινή περίοδο με αμελητέα πρόσθετη κατανάλωση ενέργειας, που κυμαινόταν από 0,02% έως 14,5% της συνολικής ετήσιας απόδοσης», έγραψαν οι συγγραφείς στην εργασία τους.
Το σύστημα παρήγαγε 7,7 μεγαβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία ήταν περίπου 2,7% πιο παραγωγική από ένα πλωτό σύστημα αναφοράς που χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη.
Σκιάζοντας το νερό, τα πάνελ μείωσαν επίσης την εξάτμιση. Εάν κάλυπταν τη μισή λίμνη, η ομάδα εκτίμησε ότι θα μπορούσαν να εξοικονομήσουν περίπου 927 κυβικά μέτρα νερού ετησίως.
«Συνολικά, τα αποτελέσματα αυτής της μελέτης καθιέρωσαν τα FPV με βάση τον αφρό ως μια πολλά υποσχόμενη και προσαρμόσιμη πλατφόρμα για την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας... και υπογραμμίζουν τη μοναδική δυναμική απόδοσης των μονάδων FPV με επίπεδη κλίση σε παγωμένα περιβάλλοντα», δήλωσαν οι ερευνητές.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές θα ήθελαν να δοκιμάσουν την τεχνολογία τους σε μεγαλύτερη κλίμακα και σε ποικίλα υδάτινα σώματα.
www.worldenergynews.gr
