Ilguoju laikotarpiu tai reiškia, kad moduliai rečiau būna užteršti, todėl per metus gali pagaminti daugiau elektros energijos iš to paties ploto.
„Konkreti nauda priklauso nuo klimato, dulkių kiekio ir priežiūros dažnio, tačiau tokio tipo dangos paprastai leidžia tikėtis kelių papildomų procentų pagamintos energijos, o dulkėtose vietose efektas gali būti dar didesnis“, – teigia S. Račkauskas.
Laukia tarptautinio patento patvirtinimo
KTU mokslininkų kuriama danga saulės paneles galima padengti ne tik gamykloje, bet ir užpurškiant ją ant jau veikiančių modulių, pavyzdžiui, saulės parke.
„Jau dabar galime padengti saulės elementus šia medžiaga tiems, kurie to pageidauja, nors pats produktas dar nėra masiškai taikomas ir vis dar ieškome geriausio pritaikymo modelio. Toliau vystome padengimo technologiją, siekiant padengti efektyviai didesnius saulės modulių plotus“, – tikina mokslininkas.
Šiai sukurtai technologijai mokslininkai jau yra pateikę tarptautinę patento paraišką. „Pats faktas, kad einame tarptautinio patento keliu, rodo, jog technologiją matome kaip turinčią potencialo ne tik Lietuvoje, bet ir užsienyje. Verslo susidomėjimą jau jaučiame, ypač iš saulės elektrinių gamintojų Lietuvoje, su kuriais kalbamės dėl bandomųjų dangos pritaikymo projektų ir ilgalaikio bendradarbiavimo galimybių, atliekame ir bandymus“, – teigia S. Račkauskas.
Galima periodiškai atnaujinti
Vystydami šį sprendimą mokslininkai nuo pat pradžių nusistatė, kad danga turi tarnauti 1–3 metus, idealiu atveju – 5 metus, be didelių efektyvumo pokyčių.
„Laboratorinėmis sąlygomis bandomi paviršiai tarnauja ganėtinai ilgai – dar dabar turime pirmus bandinius, kurie vis dar veikia. Tikėtina, kad natūraliomis sąlygomis danga tarnaus bent kelerius metus, tačiau tikslų laiką parodys ilgalaikiai lauko bandymai ant realių saulės modulių“, – sako S. Račkauskas.
KTU mokslininkų kuriamos dangos privalumas tas, kad dangą galima atnaujinti pakartotiniu užpurškimu ant to paties stiklo paviršiaus, be poreikio keisti patį modulį.
„Visų superhidrofobinių paviršių silpnoji vieta – mechaninis poveikis, todėl vos pradėjus mažėti efektyvumui, danga gali būti atnaujinama. Mechaninio valymo ši danga nereikalauja – valymas sugadintų dangos veikimą. Būtent tai ir yra komercinė dangos nauda, nes ją galima periodiškai atnaujinti ir užpurkšti ant jau eksploatuojamų saulės elementų ir išvengti dažnesnių valymų“, – tikina S. Račkauskas.
Iš pradžių atrodė nepavykęs mokslinis darbas
Idėja apie superhidrofobinę dangą S. Račkauskui kilo podoktorantūros stažuočių metu. Dirbant su nanodalelėmis jis pastebėjo įdomų dalyką: bandant prijungti tam tikrus organinius junginius jam tai sekėsi labai sunkiai.
„Iš pirmo žvilgsnio tai atrodė kaip nepavykęs mokslinis darbas, nes tikiesi, kad funkcionalizavimas vyks sklandžiai. Tačiau mane sudomino, kodėl taip vyksta, todėl pradėjau gilintis į šio reiškinio priežastis. Taip pamažu išryškėjo, kad paviršius turi stiprų atstumiantį poveikį, o kartu ir superhidrofobinių savybių, kurias galima panaudoti praktikoje“, – teigia mokslininkas.
Saulės elementai pasirodė labai tinkama niša ne tik dėl superhidrofobinių savybių, mažinančių užterštumą, bet ir dėl šių nanodalelių optinių savybių, leidžiančių valdyti šviesos sklidimą ir atspindį nuo stiklo paviršiaus.
„Taip susijungė mokslinis smalsumas, iš pradžių atrodęs kaip „blogas rezultatas“, su labai konkrečiu pritaikymu saulės energetikoje“, – prisimena S. Račkauskas.
Dangos pritaikomumas – platus
Superhidrofobiniai ir antirefleksiniai paviršiai yra gana universalūs, todėl juos būtų galima panaudoti ne tik saulės elementuose, bet ir ant pastatų stiklo fasadų ir langų, kur aktualus mažesnis užterštumas ir retesnis valymas.
„Potencialo matome ir ant saulės kolektorių, šiluminių sistemų, įvairių jutiklių bei išorėje veikiančių elektronikos įrenginių, kurie nuolat veikiami aplinkos sąlygų ir dulkių. Tam tikrais atvejais tokios dangos gali padėti ir ant automobilių stiklų ar kitose srityse, kur svarbus skaidrumas ir mažesnis purvo prilipimas“, – tikina S. Račkauskas.
Šiuo metu projekto TiFEC rėmuose mokslininkai ieško minėtų sprendimų bei galimų pritaikymo krypčių, vertina, kur ši technologija duotų didžiausią pridėtinę vertę tiek techniniu, tiek ekonominiu požiūriu.
„Žinoma, kiekvienai sričiai dangos sudėtį reikėtų pritaikyti, tačiau pagrindinis principas išliktų tas pats“, – sako mokslininkas.
Toliau atlieka bandymus
Artimiausiu metu TiFEC dirbantys mokslininkai daugiausia dėmesio planuoja skirti gilesniam pačios dangos savybių supratimui ir kiekybiniam įvertinimui.
„Mums svarbu ne tik parodyti, kad superhidrofobinis ir antirefleksinis paviršius veikia, bet ir labai aiškiai išmatuoti, kaip keičiasi šviesos pralaidumas, atspindys, užterštumo dinamika, kokia yra ilgalaikė dangos elgsena skirtingomis sąlygomis. Tai reiškia ilgalaikius laboratorinius bandymus, papildomą optinių ir paviršiaus savybių charakterizavimą bei modeliavimo darbus“, – teigia S. Račkauskas.
Kita kryptis – nanodalelių ir dangos sistemos optimizavimas, ieškant ryšio tarp nanodalelių struktūros, cheminės sudėties ir paviršiaus funkcinių savybių.
„Siekiame šiuos fundamentinius tyrimus sujungti su praktinio pritaikymo paieškomis, bendradarbiaujant su skirtingų sričių specialistais ir vertinant, kaip mūsų kuriamos dangos veikia realiomis eksploatavimo sąlygomis.
Tokiu būdu tikimės ne tik toliau vystyti konkrečią dangą saulės elementams, bet ir prisidėti prie platesnio funkcinių nanomedžiagų taikymo supratimo ir jų integracijos į pramoninius sprendimus“, – tikina TiFEC dirbantis mokslininkas S. Račkauskas.
Projektą „Technologinių ir fizinių mokslų ekscelencijos centras (TiFEC)“ Nr. S-A-UEI-23-1 finansuoja Lietuvos mokslo taryba ir Lietuvos Respublikos švietimo, mokslo ir sporto ministerija valstybės biudžeto lėšomis pagal programą „Universitetų ekscelencijos iniciatyva“.
