PV-Leaf — это инновационный продукт, разработанный учеными Имперского колледжа Лондона, который является копией настоящего листа. Вдохновленный процессом естественной транспирации, он способен генерировать электроэнергию более эффективно. Он имеет тенденцию производить на 10% больше электроэнергии, чем традиционные солнечные панели, при этом эффективно решая проблемы перегрева. Обладая потенциалом для существенного производства энергии и пресной воды, PV-Leaf обещает способствовать глобальному энергетическому переходу.
Конструкция искусственного листа PV-leaf включает в себя стекло, фотоэлектрические элементы, бамбуковые волокна и гидрогелевые ячейки, создавая замечательную копию настоящего листа. Благодаря этой технологии вода может перемещаться и равномерно распределяться по всей структуре искусственного листа. Затем эта вода испаряется с поверхности, охлаждая ее . Эта инновационная конструкция эффективно устраняет необходимость в насосах, вентиляторах, блоках управления и дорогостоящих пористых материалах. Она не только производит больше чистой воды и тепловой энергии, но и легко адаптируется к изменениям температуры окружающей среды и солнечной активности.
Вдохновленная природа
Лист растения состоит из различных структур, которые обеспечивают перемещение воды от корней к листьям растения посредством транспирации.
Вдохновленная изяществом листьев растений, оригинальная концепция PV-листа воспроизводит естественный процесс транспирации, обеспечивая беспрепятственное движение, распределение и испарение воды. PV-листы эффективно и экономично извлекают тепло из солнечных фотоэлектрических элементов, имитируя пучки жилок листьев с помощью натуральных волокон и воспроизводя клетки губки с помощью гидрогелей. Вероятно, именно поэтому этот PV-лист более эффективен в сборе солнечной энергии и воды.
Ученые смоделировали процесс транспирации у растений и обнаружили, что искусственный лист потенциально способен генерировать больше электроэнергии. Несколько экспериментов показали, что фотоэлектрический лист способен производить более чем на 10% больше электроэнергии, чем традиционные солнечные панели, которые обычно теряют до 70% поступающей солнечной энергии в окружающую среду. Но какова средняя суточная выработка солнечной панели?
Высокие температуры приводят к перегреву солнечных панелей, иногда до 65° по Цельсию и более. Это в значительной степени влияет на их эффективность, поскольку повышенное тепло и температура приводят к энергичному движению электронов в полупроводнике. Это в дальнейшем приводит к более высокому сопротивлению, что приводит к снижению выходной мощности.
Доктор Ган Хуан , почетный научный сотрудник кафедры химической инженерии и соавтор исследования, сказал: «Эта инновационная конструкция обладает огромным потенциалом для значительного повышения производительности солнечных панелей, обеспечивая при этом экономическую эффективность и практичность».
По словам доктора Хуанга, фотоэлектрический лист потенциально способен использовать рекуперированное тепло и одновременно производить дополнительную тепловую энергию и пресную воду. Поскольку оба параметра будут генерироваться в одном компоненте, при измерении можно предположить, что лист сможет производить миллиарды кубических метров воды в год . Несмотря на то, что технология все еще находится в стадии разработки, исследовательская группа возлагает большие надежды на это изобретение.
Профессор Христос Маркидес , руководитель Лаборатории процессов чистой энергетики и автор исследования, сказал: «Внедрение этой инновационной конструкции в виде листа может помочь ускорить глобальный энергетический переход, одновременно решая две насущные глобальные проблемы: потребность в увеличении потребления энергии и пресной воды».
Этот PV Leaf более эффективен в сборе солнечной энергии и воды, но ученые и раньше черпали вдохновение из растений для генерации энергии. Как и в мае, группа ученых из Кембриджского университета разработала тип искусственного листа, который использует солнечный свет, преобразует воду и CO2 в пропанол и этанол. Оба они являются чистой альтернативой бензину или дизельному топливу.
Источник: Новая биоинспирированная конструкция солнечного листа с повышенной эффективностью сбора урожая.
