Surfaces glaciales pour la glace, effusion de neige à l'échelle utilitaire solaire

Des chercheurs américains ont mis au point un système de revêtement censé permettre efficacement l'élimination passive et répétée de la neige et de la glace dans les centrales solaires à grande échelle sur une large plage de températures inférieures à zéro jusqu'à -35 degrés Celsius.

“Avec quelques tests supplémentaires, notre technologie serait immédiatement applicable à de vraies installations solaires,” l'auteur correspondant de la recherche, Anish Tuteja, a déclaré au magazine pv.“Nous prévoyons de faire des expériences plus étendues bientôt, où le revêtement sera testé pendant quelques années sur des panneaux solaires extérieurs.”

Les 50μLe revêtement m consiste en une surface optiquement transparente qui présente à la fois une adhérence interfaciale à la glace et une ténacité extrêmement faibles. Il a été fabriqué en utilisant une solution d'huile de triglycérides à chaîne moyenne (MCT) avec une teneur en poids de 60 % en poids pour plastifier deux polymères industriels courants de polychlorure de vinyle appelés MC2 et MC6, respectivement.

Les deux solutions ont été testées dans un sous-ensemble de panneaux à 72 cellules mesurant 2 x 1 m sur un système photovoltaïque relié au réseau exploité par un service public d'Alaska à Fairbanks au cours des hivers 2019 et 2020. L'angle d'inclinaison de l'installation a été réglé à 45 degrés pour faciliter chutes de neige, et les 16 modules utilisés pour l'expérience étaient équipés de micro-onduleurs. Les solutions MC2 et MC6 ont toutes deux été appliquées au verre de surface du module et au cadre structurel.

Les panneaux ont été installés à quatre vers le haut en orientation paysage et chaque colonne comprenant des panneaux enduits était séparée par une colonne contenant des panneaux non enduits.“Les données sur le déneigement ont été collectées par une caméra de qualité recherche positionnée normalement [ly] par rapport à chaque réseau et avec un champ de vision suffisant pour capturer l'ensemble des panneaux expérimentaux,” ont expliqué les scientifiques.“En quelques minutes, les colonnes MC2 et MC6 ont montré un déneigement accéléré, par rapport à la colonne témoin non revêtue, avec une couverture de neige réduite d'environ 61 % et d'environ 32 % sur les panneaux MC2 et MC6 [panneaux revêtus], respectivement.”

Les panneaux non revêtus, en revanche, sont restés entièrement recouverts de neige et de glace pendant la période d'essai et ont pu produire presque aucune électricité. Le déneigement causé par le vent a été minime pendant les essais, car des vents avec une vitesse très limitée ont été enregistrés.

Les scientifiques ont découvert que la solution MC2 atteint les meilleures performances, résultant en une zone de couverture de neige moyenne de seulement 27,7%, tandis que la solution MC6 a pu atteindre une moyenne de 45,4%. Ce dernier s'est avéré avoir une résistance mécanique plus faible, ce qui a également entraîné un délaminage des panneaux. Le premier a maintenu ses performances et sa stabilité au cours des 77 jours de l'expérience.

Les scientifiques ont souligné que la technologie de revêtement est capable d'éliminer différents types de neige et de glace et ont déclaré qu'elle pourrait également être appliquée au PV intégré au bâtiment.“Les coûts des matériaux devraient être assez bas,” Tuteja a déclaré à pv magazine.“Je les estimerais à moins de 1 $ par pied carré.”

La nouvelle technique est proposée dans l'article Facilitating Large-Scale Snow Shedding from In-Field Solar Arrays using Icephobic Surfaces with Low-Interfacial Toughness, publié dans Advanced Materials Technologies. Le groupe de recherche comprend des scientifiques de l'Université du Michigan, de l'Université de l'Alaska et des laboratoires nationaux Sandia du département américain de l'Énergie &.