Selbstreinigend: Beschichtung für PV-Anlage steigert Ertrag um 16 Prozent
Ein Forschungsteam des PSN Institute of Technology and Science in Tamil Nadu, Indien, hat eine Beschichtung aus Silizium-Nanopartikeln entwickelt, um die Leistung von Solarzellen dauerhaft zu verbessern. Mit der Schicht wird die Oberfläche eines Solarmoduls hydrophob.
Einmal aufgetragen mit einer Dicke von maximal 2 Mikrometern bleibt die Oberfläche der Zelle auch in staubigen Umgebungen, also vor allem in Wüsten- und Halbwüstenregionen, fast perfekt sauber.
Die Studie, die in Next Energy(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht wurde, konnte zeigen, dass die präparierte Solarzelle 16 Prozent mehr Strom erzeugen konnte als ein Vergleichsmodul ohne die Schicht. Eine weitere Solarzelle, die täglich gereinigt wurde, lag immer noch sieben Prozent hinter dem beschichteten Modul.
Langzeitmessung über sechs Monate
Das Nanokomposit aus Siliziumoxidpartikeln und einem Siliziumöl wurde lediglich aufgesprüht. Nach zwei Behandlungen und der Trocknung bei 80 °C war die Solarzelle laut der Studie einsatzbereit.
Anschließend folgte ein Langzeittest über sechs Monate im südindischen Bundesstaat Tamil Nadu. Die drei Zellen waren dabei unmittelbar nebeneinander angebracht, um den Stromertrag direkt vergleichbar zu machen. Damit die Beschichtung wirken kann, waren die Module zudem in einem 30-Grad-Winkel montiert, was so nah am Äquator nicht zwangsläufig nötig wäre.
Auf diese Weise konnten vor allem Regentropfen nicht auf der eingesprühten Oberfläche liegen bleiben, während sie auf den anderen Solarzellen hafteten und regelmäßig eine feine Staubschicht nach dem Trocknen hinterließen. Das soll zu großen Teilen den deutlich besseren Stromertrag im Vergleich zu einer unbehandelten und zur täglich gereinigten Solarzelle erklären.
Gleichzeitig zeigten die Messungen, dass die versiegelte Solarzelle durchschnittlich zwei bis drei Kelvin kühler war als die verschmutzten Solarzellen. Auch dieser Umstand dürfte zur verbesserten Stromproduktion beigetragen haben. Gleichzeitig verursachen höhere Modultemperaturen eine schnellere Degradation, die bei der Behandlung mit dem Nanokomposit zusätzlich geringer ausfallen dürfte.
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