Crédito:Universidad de Duke
En granjas solares en lugares particularmente polvorientos del mundo, como la Península Arábiga y partes de India y China, La contaminación del aire le cuesta a la industria de la energía solar decenas de miles de millones de dólares al año. A medida que las partículas se depositan en el aire sobre las superficies de los paneles solares, limitan el potencial de los paneles. Los trabajadores con cepillos jabonosos pueden limpiar la suciedad de los paneles, tanto como limpiarías tu parabrisas en un lavado de autos. Pero en muchas de estas áreas, el agua escasea y la limpieza es cara, por lo que hay una compensación:gastar recursos y mano de obra preciosos, o sacrificar la producción de energía solar.
Los ingenieros ambientales en el laboratorio del profesor Mike Bergin están tratando de descubrir cómo las granjas solares pueden navegar mejor esa compensación, mediante el desarrollo de un programa mediante el cual los agricultores solares podrían limpiar de manera más eficiente. Obtener una mejor comprensión de qué se está depositando exactamente en los paneles solares, cómo eso afecta la producción de energía y cómo esos efectos varían según la región a lo largo del año podría ayudarlos a tener el programa de limpieza más efectivo, según Michael Valerino, un doctorado estudiante en el laboratorio de Bergin.
Para hacer eso, los ingenieros estudian todo tipo de imágenes de paneles solares. La mayoría se toman con microscopios digitales de bajo costo que les permiten ver qué parte de la superficie está oscurecida por el polvo. actuando como un sensor de suciedad de bajo costo. Pero también utilizan los microscopios ópticos más avanzados disponibles en la instalación central de microscopía de luz de Duke y el microscopio electrónico de barrido. o SEM, alojado en la instalación de instrumentación de materiales compartidos de Duke, para hacer zoom para ver más de cerca los pequeños trozos de restos flotantes y chorros de agua que se juntan para oscurecer los paneles.
"Te lo estoy diciendo, es un universo completamente diferente cuando se acerca con el SEM, en la superficie de estos paneles con polvo en ellos, —Dijo Valerino. "Verá cualquier cosa, desde lo que parecen cubos de sal, estas cosas cuadradas perfectas, hasta estas grandes, partículas filamentosas largas ". Crédito:Universidad de Duke
“Puedes encontrar depósitos de hongos, —Dijo Valerino. "Tendrás estos grandes trozos de polvo gigantes que son porosos y no uniformes". Crédito:Universidad de Duke
“En un momento, juro que encontré lo que parecía un insecto explotado. Podías ver que parecía una pata de insecto pero parecía como si una pequeña bomba diminuta hubiera estallado en su interior ". Crédito:
Crédito:Universidad de Duke
"Utilizamos microscopía óptica avanzada para el análisis de tamaño, "dijo Valerino." El SEM nos da información sobre el tamaño, forma y composición de las partículas, lo que a su vez nos da una idea bastante clara de su procedencia, ya sea algo como el polvo del desierto, o partículas de emisiones vehiculares, ", dijo Valerino. Luego usa espectroscopía de rayos X de dispersión de energía para obtener más información sobre la composición de las partículas, basado en los electrones que expulsan las partículas cuando se disparan con rayos X.
Valerino dijo que mirar las superficies sucias con el SEM en diferentes épocas del año le da al grupo una mejor idea de cómo esos factores crean pérdidas de energía. porque factores como la humedad pueden cambiar el tamaño, forma, distribución e incluso la composición de las partículas en la superficie, justo después de una lluvia ligera, por ejemplo, las partículas pueden volverse más pegajosas y más difíciles de eliminar.
Valerino magnifica las partículas a 2000, 5000 o incluso 8000 veces su tamaño real para obtener el mejor aspecto posible.
