一种受树木启发的科学创新正在革命化沙漠地区的能源行业:这就是自清洁太阳能板。
这一由一组埃及科学家设计的开发模仿了树叶的运动,采用仿生技术在没有水和人工干预的情况下清除太阳能板上的灰尘。
如今,灰尘和沙子的积累是干旱地区太阳能板性能的最大障碍。
例如,仅仅六周内,一个传统面板的效率就会下降33%。
面对这一挑战,Mohamed Salama Abdel-Hadi,开罗德国大学材料工程与科学学院的教授,领导了这项关键研究。
研究小组观察到树叶如何通过振动自然抖动以摆脱灰尘,并从中获得灵感。
自清洁太阳能板如何工作
该系统集成了一个带有配重的小型电机,产生受控振动。
这些振动传递到面板上,使污垢因重力而掉落,无需用水。
智能控制器每天两次激活机制:在中午和凌晨。
此外,该系统可以使用电池或太阳能板的自身能量运行。
在开罗的初步测试显示了显著的结果。自清洁太阳能板在六周内仅损失了12.9%的性能,而传统面板则损失了33%。
维护成本的显著降低
这种技术的经济影响对大型设施来说是显著的。
如今,使用传统方法保持200个太阳能柱清洁每月花费超过40.000埃及镑。
现在,自清洁太阳能板可以显著降低这一费用,仅需每两到三个月进行人工清洁。
因此,初始投资在不到一年内即可通过维护节省收回。
研究小组还开发了一种更简单的被动版本,仅靠风力运行。
这种设计不需要电机或电子设备:面板安装在一个灵活的支架上,随风振动。
在开罗德国大学,这种被动系统在六周后保持了95%的效率。固定面板在同一时期仅达到75%的性能。
项目的耐用性和扩展
一个初步的担忧是自清洁太阳能板是否能承受持续的振动。
然而,测试证实材料在长期内没有结构损坏。
系统的特点包括:
带配重的电机,用于产生受控振动
编程自动清洁的智能控制器
使用太阳能或电池的自主运行
适应不同类型设施的适应性
每两到三个月进行一次的最低维护
被动系统的性能因季节而异。在冬季,持续风较多时效果更好,但仍优于传统方法。
公司已经在准备在吉萨的新安装,因为取得了良好的结果。
灵活的设计允许适应农村或偏远地区,在那里传统维护较为困难。
这一创新对沙漠地区的太阳能来说是一个重要的进步。
自清洁太阳能板证明仿生学为复杂技术挑战提供了实用且可持续的解决方案。
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