PV-Leaf är en innovativ produkt designad av forskare vid Imperial College London, som är en replika av ett verkligt löv. Inspirerad av naturlig transpiration kan den generera elektricitet mer effektivt. Den tenderar att producera 10 % mer elektricitet än traditionella solpaneler, samtidigt som den effektivt åtgärdar överhettningsproblem. Med potential för betydande energi- och sötvattenproduktion är PV-Leaf lovande för att främja den globala energiomställningen.
PV-bladkonstruktionen använder glas, solceller, bambufibrer och hydrogelceller, vilket skapar en anmärkningsvärd kopia av ett verkligt blad. Genom denna teknik kan vatten röra sig och fördelas jämnt i den konstgjorda bladstrukturen. Sedan avdunstar vattnet från ytan och kyler ner den . Denna innovativa design eliminerar effektivt behovet av pumpar, fläktar, styrenheter och dyra porösa material. Den producerar inte bara mer rent vatten och termisk energi, utan anpassar sig också enkelt till förändringar i omgivningstemperatur och solförhållanden.
Naturinspirerad
Växtens blad består av olika strukturer som underlättar vattentransporten från rötterna till växtens blad, vilket åstadkoms genom transpirationsprocessen.
Inspirerat av växtbladens elegans replikerar det geniala PV-bladkonceptet den naturliga transpirationsprocessen, vilket underlättar sömlös rörelse, distribution och avdunstning av vatten. PV-blad utvinner effektivt och ekonomiskt värme från solceller genom att imitera bladnervbuntar med naturliga fibrer och replikera svampceller med hydrogeler. Det är förmodligen därför detta PV-blad är mer effektivt vid sol- och vattenutvinning.
Forskare härmade transpirationsprocessen i växter och fann att det konstgjorda bladet har potential att generera mer elektricitet. Flera experiment har visat att ett solpanelblad har förmågan att producera mer än 10 % mer elektricitet än traditionella solpaneler, som vanligtvis förlorar upp till 70 % av den inkommande solenergin till omgivningen. Men vad är den genomsnittliga solpanelens produktion per dag?
Höga temperaturer leder till överhettning av solpaneler, ibland upp till 65° Celsius eller mer. Detta påverkar i hög grad deras effektivitet eftersom ökad värme och temperatur resulterar i energetisk förflyttning av elektroner i halvledaren. Detta leder ytterligare till ett högre motstånd, vilket resulterar i minskad effekt.
Dr. Gan Huang , hedersforskare vid institutionen för kemiteknik och medförfattare till studien, sa: ”Denna innovativa design har enorm potential att avsevärt förbättra solpanelers prestanda, samtidigt som den säkerställer kostnadseffektivitet och praktisk användbarhet.”
Enligt Dr. Huang har PV-bladet potential att använda återvunnen värme och producera ytterligare värme och sötvatten samtidigt. Eftersom båda kommer att genereras inom samma komponent är det möjligt att bladet skulle kunna generera miljarder kubikmeter vatten årligen , om mätningar görs. Även om tekniken fortfarande är under utveckling är forskargruppen mycket förhoppningsfulla med denna uppfinning.
Professor Christos Markides , chef för Clean Energy Processes Laboratory och författare till studien, sa: ”Att implementera denna innovativa lövliknande design skulle kunna bidra till att påskynda den globala energiomställningen samtidigt som man tar itu med två angelägna globala utmaningar: behovet av ökad energi och sötvatten.”
Detta PV-löv är effektivare vid solenergi och vattenutvinning, men forskare har tidigare även hämtat inspiration från växter för energiproduktion. Precis som i maj utvecklade ett team av forskare från University of Cambridge en typ av artificiellt löv som använder solljus och omvandlar vatten och koldioxid till propanol och etanol. Båda är rena alternativ till bensin eller diesel.
Källa En ny bioinspirerad solcellslövdesign med ökad skördeeffektivitet
