В Новосибирске создали технологию охлаждения солнечных панелей с получением воды

Ученые Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН в сотрудничестве с коллегами из университетов Китая при поддержке Российского научного фонда разрабатывают комбинированную технологию эффективного охлаждения солнечных панелей. Разработка позволит также производить воду.

Серьезная проблема при эксплуатации фотоэлектрических панелей — их перегрев в процессе преобразования солнечной энергии, из-за этого они вырабатывают меньше электроэнергии и могут выходить из строя. Для охлаждения элементов используют циркуляцию воздуха, воды, специальные гели, термоэлектрические системы. Ученые Института катализа СО РАН предложили систему, которая не просто отводит тепло от панелей, но и позволит производить воду, что особенно актуально в засушливых регионах, а также водород, который можно использовать в качестве экологически чистого топлива.

Разработка представляет собой адсорбент на основе неорганической соли, помещенной в поры матрицы, в качестве которой, к примеру, могут выступать ткани из активированного углеродного волокна, гидрогели, металл-органические каркасные полимеры. Адсорбент, нанесенный на обратную сторону солнечной панели, ночью поглощает влагу из атмосферы. Днем он нагревается от солнечной панели, влага испаряется, тем самым охлаждая панель. Затем пар конденсируется, образуя воду, которую можно использовать в бытовых целях или как источник водорода.

«Проект выполняется совместно с китайскими коллегами из Шанхайского университета Цзяотун и Городского университета Хачжоу. Наша часть — разработка материала для адсорбции воды из атмосферы и отведения тепла от фотоэлектрических элементов, а их — конструирование устройства и последующее выделение водорода с помощью электролиза собранной воды», — рассказывает один из авторов исследования, аспирантка первого года обучения, младший научный сотрудник Отдела нетрадиционных каталитических процессов и Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Водород как основа низкоуглеродной экономики» Анастасия Вадимовна Черпакова.

Композитный адсорбент получают с помощью обработки пористой углеродной ткани солью, например, нитратом лития, и сушки при температуре 160 °C. Особенность разработанного в ИК СО РАН материала — в узком температурном диапазоне 25–50 °C, в котором он поглощает воду и затем выделяет ее. Это обеспечивает наиболее эффективное охлаждение фотоэлектрических панелей, извлечение воды днем и регенерацию адсорбента ночью.

Ученые планируют разработку адсорбентов, которые обеспечат эффективную работу устройства в регионах с различными климатическими условиями — от жарких и засушливых до прохладных и влажных.