Наночастицы для повышения эффективности солнечных батарей

С помощью мелких графитовых частиц, которые в 1000 раз меньше ширины человеческого волоса, ученые намерены усовершенствовать солнечные электростанции.

Все чаще и чаще фотогальванические солнечные панели появляются на крышах зданий. Однако они — вовсе не обязательно лучшее решение.

«Существенное ограничение таких панелей в том, что они могут использовать лишь ту фракцию солнечного света, что падает на них, в то время как большая часть превращается в теплоту, которая лишь создает помехи в работе панелей», пояснил аспирант Роберт Тейлор из Аризонского университета штата.

Альтернативой, которая способна задействовать солнечный свет в полном объеме, включая тот, что не могут использовать фотогальванические панели, является солнечный тепловой коллектор. Цель таких коллекторов, многие из которых имеют форму блюд, панелей, труб, башен и т.д., заключается в сборе теплоты, которое затем может быть использовано для кипячения воды и производства пара, который, в свою очередь, воздействует на турбину для производства электричества.

Чтобы и далее повысить эффективность солнечных коллекторов, Тейлор с коллегами подмешали наночастицы в теплопроводящее масло, обычно используемое в солнечных электростанциях.

Выбор пал на наночастицы графита отчасти потому, что они черные и хорошо поглощают свет, что делает их высокоэффективными тепловыми коллекторами. В лабораторных испытаниях с небольшим коллектором-блюдом Тейлор с коллегами установили, что наночастицы повысили эффективность теплосбора на 10%.

«В американских долларах это примерно 3,5 дополнительных миллиона ежегодно для солнечной электростанции на 100 мегаватт», сообщили ученые.

Кроме того, графитовые наночастицы сравнительно дешевы — менее доллара за грамм, а всего 100 граммов наночастиц способны обеспечить сбор тепла в том же объеме, что и поверхность размером с футбольное поле.

«Также можно использовать наночастицы сажи с подобным абсорбирующим потенциалом», добавил Тейлор. «Полагаю, идея хороша: использовать загрязнитель для экологически безопасного сбора энергии».

Результаты исследования опубликованы в издании Journal of Renewable and Sustainable Energy.

05.04.2011