Egyptští vědci vyvinuli solární panely, které se čistí samy – bez vody, bez práce, jen díky vibracím inspirovaným přírodou. Nový systém výrazně zvyšuje účinnost panelů v prašném prostředí a může změnit způsob, jakým využíváme solární energii v pouštích i na venkově.
Stále více lidí se rozhoduje pro solární panely, aby získali energetickou nezávislost. A to do té míry, že v některých obcích dokonce existují omezení pro jejich instalaci. Problémem je, že se na nich časem hromadí prach a písek, které ovlivňují jejich výkon. A právě to se podařilo vyřešit skupině vědců, kteří se inspirovali tím, jak fungují stromy.
Doposud jsme se setkávali s automatickými systémy, které panely čistí a udržují je v dobrém stavu, čímž prodlužují jejich životnost a zlepšují jejich účinnost. Tento nový průlomový systém však jde ještě o krok dál: je určen pro pouštní oblasti, kde se nečistoty nahromadí během několika dní. Díky tomuto nápadu mohou panely i nadále pracovat na plný výkon bez nutnosti neustálého čištění.
Z Egypta, země s dostatkem slunce… a písku, přichází výzkum, jehož cílem je zlepšit výkon solárních panelů v pouštních oblastech. Skupina vědců pod vedením Mohameda Salamy Abdel-Hadiho, profesora na Fakultě inženýrství a materiálových věd, přišla s nápadem, který je stejně jednoduchý jako geniální: inspirovat se způsobem, jakým listy stromů setřásají prach. Výsledek? Panely schopné se samy „pohybovat“ a čistit se bez cizí pomoci.
Myšlenka je založena na biomimikrii: napodobuje způsob, jakým listy vibracemi setřásají prach. Vědci tento princip aplikovali na solární panely a vytvořili systém, který setřásá nečistoty bez vody nebo lidského zásahu. První testy v Káhiře byly přesvědčivé: ve srovnání s běžným panelem, který za šest týdnů ztratí 33 % svého výkonu, panely s touto technologií ztratí pouze 12,9 %, což představuje výrazné zlepšení účinnosti a úspory.
Jednoduchý systém, který využívá spoustu vědy: malý motor s protizávažím generuje vibrace, které se přenášejí na panel a způsobují gravitační pád prachu. O tom, kdy se aktivuje – obvykle dvakrát denně, v poledne a brzy ráno -, rozhoduje řídicí jednotka, která může být napájena baterií nebo vlastní energií panelu.
Nejlepší je, že se vyhne závislosti na neustálém ručním čištění, které může být ve velkých instalacích velmi nákladné. Pro představu, udržování čistoty přibližně 200 solárních stožárů může stát více než 40 000 egyptských liber měsíčně. S tímto systémem se tyto náklady výrazně sníží a stačí pouze ruční čištění jednou za dva až tři měsíce.
Stejný tým vytvořil ještě jednodušší řešení: pasivní čisticí systém, který využívá pouze vítr. Nejsou zde žádné motory ani elektronika; panel je namontován na pružné podpěře, která mu umožňuje vibrovat s poryvy větru a malá pružina ho vrací do jeho polohy.
Při testech na Německé univerzitě v Káhiře si tato konstrukce dokázala po šesti týdnech udržet 95 % účinnost, zatímco u pevného panelu to bylo 75 %. Výkonnost se liší v závislosti na ročním období – nejlépe funguje v zimě, kdy je stálý vítr – ale i tak je to výrazné zlepšení oproti tradičním metodám.
This is how to clean solar panels at scale pic.twitter.com/Fz74MxgG6I
— How Things Are Manufactured (@fastworkers6) September 18, 2022
Jednou z počátečních pochybností bylo, zda panely vydrží tolik vibrací. Testy ukázaly, že ano: vydržely bez poškození. Systém je navíc nákladově efektivní, protože počáteční investice se díky snížené údržbě a zvýšené výrobě energie vrátí za méně než rok.
Dobré výsledky povzbudily společnost k dalšímu postupu a již připravuje novou instalaci v oblasti Gízy. Skvělé je, že konstrukce je flexibilní a lze ji přizpůsobit všem typům projektů, a to i ve venkovských nebo odlehlých oblastech, kde je udržování panelů v čistotě často mnohem složitější.
Tento inovativní přístup má nejen ekonomické, ale i ekologické důsledky. Snížením potřeby vody na čištění se zachovávají životně důležité vodní zdroje v regionech, kde je vody nedostatek. Kromě toho je solární energie jedním z nejčistších zdrojů energie a zlepšení její účinnosti může urychlit přechod na obnovitelné zdroje energie po celém světě.