Пил – бич ефективності сонячних панелей. Факт простий та незаперечний. Але набагато серйозніша проблема з методом вирішення цього завдання. В даний час галузь застосовує для очищення струменя високого тиску. Так, це працює. Однак це також величезна витрата ресурсів. Йдеться про 12 мільярдів галонів води щорічно по всьому світу. Ця вода йде в каналізацію, забираючи з собою і здоровий екологічний зміст.
** Існуючі методи залишають найстійкіший бруд, тому що закони фізики їм не допомагають. Важкі частки прилипають, а вода просто розлітається убік. Це неефективно за своєю конструкцією.**
Тому команда дослідників з Міського університету Гонконгу, Імперського коледжу Лондона та Китайської академії наук у Пекіні вирішила перестати “кричати” на бруд і почати “пошепки” прибирати її. Під керівництвом професора Стівена Венга вчені вивчили, як природа справляється з очищенням. Крила метеликів. Листя, вмиті дощем. Їм не потрібні пожежні рукави. Вони використовують поверхневий натяг, пружність та точкову дію.
Команда Венга назвала цей метод “очищенням рідкими краплями”. Звучить м’яко, але це не ніжність, а точність.
Більшість людей вважають, що чим сильніший удар, тим чистіший результат. Вони помиляються. Ло Вай Кін, аспірантка, яка буквально бомбувала панелі піском до болю в руці, відкрила правду. Якщо енергії занадто багато, вода просто розлітається убік. Поверхневі вібрації скидають краплі з панелі перед тим, як вони встигнуть виконати свою роботу. Ідеальний варіант – це не максимальна сила, а помірна.
Науковим терміном цієї закономірності є «немонотонність». Це означає, що перемагає золота середина.
Коли краплі б’ють по поверхні з певною, помірною енергією, вони зливаються воєдино. Вони тягнуть за собою бруд і підхоплюють його. Замість хаотичного розпилення вода діє як маленький швабра, збираючи забруднюючі речовини в єдину масу перед тим, як змити їх.
Результати виявилися разючими. Ефективність очищення досягла 99,9% навіть на супергідрофобних покриттях. Метод впорався навіть із важким пилом — тими неприємними частинками, щільність яких у 6–10 разів вища за щільність води. Зазвичай такий бруд залишається на місці. Цей метод змушує її відпадати.
Уявіть рахунок за воду для всієї планети. Споживання падає з 12 мільярдів галонів до 2 мільярдів. Це скорочення на 80%. Для посушливих регіонів, де сонячна енергія потрібна, а води для підтримання чистоти обладнання практично немає, це не просто зручність. Це різниця між життєздатною енергомережею та неживою, випаленою.
Професор Венг називає результат простим, але з величезним потенціалом впливу. Він підтверджує новий механічний принцип очищення та змушує інженерів переосмислити конструкції насадок для розпилення. Навіщо розпорошувати із силою, якщо можна акуратно прибрати?
Ми десятиліттями намагалися підкорити природу, використовуючи величезні обсяги води. Можливо, весь час справа була у легкому дотику. Вода, як і раніше, тече. Панелі, як і раніше, сяють. Але тепер вони роблять це з часткою колишніх витрат, залишаючи більше річок повноводними і зменшуючи кількість водосховищ, що пересихають.
