Công nghệ mới hỗ trợ pin mặt trời tự làm mát

Báo cáo khoa học mới được công bố trên Tạp chí Khoa học Nature Sustainability . Mỹ và Trung Quốc đã tìm ra công nghệ hỗ trợ pin mặt trời tự làm mát, góp phần làm tăng sản lượng điện.

Tình hình an ninh năng lượng

Thế giới hiện có hơn 600 GW công suất điện mặt trời (ĐMT). Đáp ứng 3% nhu cầu điện toàn cầu và dự kiến tăng trưởng 5 lần trong 10 năm tới. Các tấm pin mặt trời hầu hết dùng silicon để chuyển đổi nhiệt năng thành điện năng. Tuy nhiên hiệu suất chuyển đổi của loại nhiên liệu này chỉ khoảng 20%. Phần lớn nhiệt năng dư thừa sẽ làm cho tấm pin nóng lên và giảm hiệu suất làm việc.

Mức tăng 1% hiệu suất cũng mang lại lợi ích kinh tế lớn. Việc làm mát tấm pin bằng nước có thể tăng hiệu suất của pin mặt trời. Ngày nay, một số công ty đang kinh doanh nước làm mát pin mặt trời. Nhưng những hệ thống đó đòi hỏi cần có những bể chứa, đường ống và máy bơm. Điều này không khả thi ở nơi khô cằn, các nước đang phát triển hạ tầng kém, không đồng bộ.

Công nghệ mới pin mặt trời tự làm mát vừa làm tăng sản lượng điện vừa bảo vệ các tấm pin khỏi bị ảnh hưởng của thời tiết. Nguồn ảnh: sciencemag.org

Phát minh mới của các nhà khoa học

Các nhà nghiên cứu đã phát minh ra loại vật liệu có thể hấp thụ hơi nước và tích trữ lại. Trong đó gel hút hơi nước vào ban đêm, khi không khí mát mẻ và độ ẩm cao. Gel này là hỗn hợp ống nano carbon trong polymer với muối canxi clorit ngậm nước. Nếu được bọc bởi lớp nhựa trong, nước sẽ tích trữ tại thùng chứa.

Các nhà nghiên cứu dùng loại gel này để làm mát cho tấm pin mặt trời. Bằng cách ép 1 tấm gel dày 1cm vào dưới tấm pin. Ban ngày nhiệt độ pin nóng, gel sẽ giải phóng hơi nước tích từ đêm trước. Nước bay hơi sẽ làm mát tấm pin. Theo ông Hu, đây là cách đơn giản để tăng hiệu quả tức thì.

Kết quả cho thấy, lượng gel cần dùng phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường. Ở môi trường sa mạc độ ẩm 35%, 1 tấm pin năng lượng rộng gần 1kg gel làm mát. Trong khi đó ở khu vực có độ ẩm 80%, chỉ cần 0.3kg gel/m2. Cả hai trường hợp nhiệt độ tấm pin có thể giảm tới 10 độ C. Sản lượng điện tăng từ 15% – 19% trong điều kiện có gió tăng cường làm mát.

Ông Jun Zhou cho biết, điều này giúp tăng hiệu suất và giảm khả năng hút nước. Các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu loại gel thế hệ thứ 2 không bị xuống cấp kể cả bị ướt.