Ingenieurs zijn naarstig op zoek naar methoden die de opbrengst van zonnecellen verhogen. Nieuwe materialen en ontwerpen worden continu getest, en als de opbrengst een paar procent toeneemt, wordt het al aangekondigd als grote doorbraak.
Nu kunnen wetenschappers van de Hong Kong Polytechnic University met recht van een doorbraak spreken, die even simpel is als geniaal: ze hebben zonnepanelen leren zweten.
Het ligt voor de hand om grote zonnecentrales in de woestijn neer te zetten. Er is echter niet voldoende water om de zonnecellen te koelen.
De meeste zonnecellen zetten slechts zo’n 20 procent van de zonne-energie om in stroom. Er ontstaat veel overtollige warmte, en dat is niet handig, want zonnepanelen doen het slechter als ze warm worden.
Hitte verlaagt opbrengst
Dit is vooral een probleem in woestijnen, waar het juist voor de hand ligt om zonnecentrales neer te zetten. De temperatuur in de panelen kan oplopen tot ruim 40 °C, en al bij 25 °C daalt de stroomproductie.
De nieuwe methode helpt de zonnecellen van deze hitte af.
Nieuwe techniek houdt zonnepanelen koel
Een nieuwe gel verzamelt ’s nachts water en koelt de zonnecellen overdag. Dat is gunstig voor de opbrengst.
1. Gel absorbeert ’s nachts vloeistof
’s Nachts, als de temperatuur laag is en de luchtvochtigheid hoog, zuigt de gel achter de zonnepanelen watermoleculen op.
2. Zonnecellen zweten overdag
Overdag, als de zonnecellen oververhit raken, wordt de warmte overgedragen op de gel, die water afstaat in de vorm van stoom.
De basis van de uitvinding is een gel van koolstofnanobuisjes en polymeren, die verbonden zijn met calciumchloride.
De gel neemt ’s nachts, als de temperatuur laag is en de luchtvochtigheid hoog, waterdamp op. En overdag, als het warmer en minder vochtig wordt, verdampt het water uit de gel weer.
Opbrengst met 19 procent verhoogd
De wetenschappers brachten de gel aan op een stel zonnepanelen om te testen of de verdamping de zonnecellen koelde.
Het effect was verrassend groot: de ‘zwetende’ gel koelde de zonnecellen tot 10 °C , en de stroomproductie steeg met 15 procent.
Toen de onderzoekers de proef in de buitenlucht herhaalden, was de winst 19 procent doordat de koeling nog beter werkt als het waait.