얼음을 위한 Icephobic 표면, 유틸리티 규모의 눈 흘림
Dec 13, 2021
미국 연구원들은 섭씨 영하 35도까지의 광범위한 영하 온도 범위에서 유틸리티 규모의 태양광 발전소에서 눈과 얼음을 반복적으로 수동적으로 흘리는 것을 효과적으로 가능하게 한다고 주장되는 코팅 시스템을 개발했습니다.
“몇 가지 추가 테스트를 통해 당사의 기술은 실제 태양열 설비에 즉시 적용되며,” 연구 교신 저자인 Anish Tuteja는 pv 잡지에 말했습니다.“우리는 곧 더 확장된 실험을 할 계획입니다. 여기에서 코팅은 실외 태양 전지판에서 몇 년 동안 테스트될 것입니다.”
50μm 코팅은 매우 낮은 얼음 계면 접착력과 인성을 모두 나타내는 광학적으로 투명한 표면으로 구성됩니다. MC2 및 MC6으로 알려진 두 가지 일반적인 산업용 고분자 폴리염화비닐을 가소화하기 위해 중량 함량이 60wt%인 중쇄 트리글리세리드(MCT) 오일 용액을 사용하여 제작되었습니다.
두 솔루션은 2019년과 2020년 겨울 동안 페어뱅크스의 알래스카 전력회사에서 운영하는 계통 연계형 PV 시스템에서 2x1m 크기의 72셀 패널 하위 집합에서 테스트되었습니다. 설치의 기울기 각도는 45도로 설정되었습니다. 그리고 실험에 사용된 16개 모듈에는 모두 마이크로 인버터가 장착되어 있습니다. MC2 및 MC6 솔루션 모두 모듈 표면 유리 및 구조 프레임에 적용되었습니다.
패널은 가로 방향으로 4개 위로 설치되었으며 코팅된 패널을 포함하는 각 기둥은 코팅되지 않은 패널이 있는 기둥으로 분리되었습니다.“눈 흘림에 대한 데이터는 각 어레이에 수직으로 배치되고 실험 패널의 전체 어레이를 캡처하기에 충분한 시야로 연구 등급 카메라로 수집되었습니다.” 과학자들은 설명했다.“몇 분 만에 MC2 및 MC6 기둥 모두 코팅되지 않은 대조 기둥에 비해 가속화된 제설을 보여주었으며, MC2 및 MC6[코팅 패널]에서 적설 범위가 각각 약 61% 및 약 32% 감소했습니다.”
대조적으로 코팅되지 않은 패널은 테스트 기간 동안 눈과 얼음으로 완전히 덮여 있었고 거의 제로 전기를 생산할 수 있었습니다. 매우 제한된 속도의 바람이 등록되었기 때문에 바람으로 인한 제설은 테스트 중에 최소화되었습니다.
과학자들은 MC2 솔루션이 최고의 성능을 달성하여 평균 적설 면적이 27.7%에 불과한 반면 MC6 솔루션은 평균 45.4%를 달성할 수 있음을 발견했습니다. 후자는 기계적 강도가 낮아 패널에 박리 현상이 발생했습니다. 전자는 실험 77일 동안 성능과 안정성을 유지했습니다.
과학자들은 코팅 기술이 다양한 유형의 눈과 얼음을 흘릴 수 있다고 강조했으며 건물 일체형 PV에도 적용될 수 있다고 말했다.“재료비는 상당히 저렴할 것으로 예상되며,” Tuteja는 pv 잡지에 말했습니다.“평방 피트당 $1 미만으로 추정됩니다.”
이 새로운 기술은 Advanced Materials Technologies에 게재된 낮은 계면 인성의 Icephobic Surfaces를 사용하여 필드 내 태양 전지판에서 대규모 Snow Shedding을 촉진하는 논문에서 제안되었습니다. 연구 그룹은 미시간 대학교, 알래스카 대학교, 미국 에너지부 산디아 국립 연구소의 과학자들로 구성되어 있습니다.
