Crédit :Université Duke
Sur des fermes solaires dans des endroits particulièrement poussiéreux du monde, comme la péninsule arabique et certaines parties de l'Inde et de la Chine, la pollution atmosphérique coûte à l'industrie de l'énergie solaire des dizaines de milliards de dollars par an. Au fur et à mesure que les particules de l'air se déposent sur les surfaces des panneaux solaires, ils limitent le potentiel des panneaux. Les travailleurs avec des brosses savonneuses peuvent nettoyer la saleté des panneaux, autant que vous pourriez nettoyer votre pare-brise dans un lave-auto. Mais dans bon nombre de ces domaines, l'eau est rare et le nettoyage est cher, il y a donc un compromis :dépenser des ressources et du travail précieux, ou sacrifier la production d'énergie solaire.
Les ingénieurs environnementaux du laboratoire du professeur Mike Bergin essaient de comprendre comment les fermes solaires peuvent mieux gérer ce compromis, en développant un calendrier selon lequel les agriculteurs solaires pourraient nettoyer le plus efficacement possible. Mieux comprendre ce qui se dépose exactement sur les panneaux solaires, comment cela affecte la production d'énergie et comment ces effets varient selon les régions tout au long de l'année pourraient les aider à établir le programme de nettoyage le plus efficace, selon Michael Valerino, un doctorat étudiant dans le laboratoire de Bergin.
Pour faire ça, les ingénieurs étudient toutes sortes d'images de panneaux solaires. La plupart sont prises avec des microscopes numériques bon marché qui leur permettent de voir combien de surface est obscurcie par la poussière, agissant comme un capteur de salissure à faible coût. Mais ils utilisent également les microscopes optiques les plus avancés disponibles dans le Duke Light Microscopy Core Facility et le microscope électronique à balayage, ou SEM, logé dans l'installation d'instrumentation des matériaux partagés de Duke, pour zoomer pour voir de plus près les minuscules morceaux d'épaves et de jetsam qui s'assemblent pour obscurcir les panneaux.
"Je te dis, c'est un tout autre univers quand on zoome avec le SEM, à la surface de ces panneaux avec de la poussière dessus, ", a déclaré Valerino. "Vous verrez n'importe quoi, de ce qui ressemble à des cubes de sel - ces choses carrées parfaites - à ces gros, longues particules filamenteuses. Crédit :Université Duke
« Vous pouvez trouver des dépôts fongiques, ", a déclaré Valerino. "Vous aurez ces gros morceaux de poussière géants sur eux qui sont poreux et non uniformes." Crédit :Université Duke
« À un moment donné, je jure que j'ai trouvé ce qui ressemblait à un insecte explosé. On pouvait voir que ça ressemblait à une patte d'insecte, mais on aurait dit qu'une petite bombe avait explosé à l'intérieur. Crédit:
Crédit :Université Duke
"Nous utilisons la microscopie optique avancée pour l'analyse de la taille, " a déclaré Valerino. " Le SEM nous donne des informations sur la taille, forme et composition des particules, ce qui à son tour nous donne une assez bonne idée d'où ils viennent, qu'il s'agisse de quelque chose comme de la poussière du désert, ou des particules d'émissions de véhicules, " a déclaré Valerino. Il utilise ensuite la spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie pour obtenir plus d'informations sur la composition des particules, sur la base des électrons que les particules éjectent lorsqu'elles sont projetées par des rayons X.
Valerino a déclaré que l'examen des surfaces sales avec le SEM à différents moments de l'année donne au groupe une meilleure idée de la façon dont ces facteurs créent des pertes d'énergie, parce que des facteurs comme l'humidité peuvent changer la taille, forme, la répartition et même la composition des particules en surface, juste après une pluie légère, par exemple, les particules peuvent devenir plus collantes et plus difficiles à éliminer.
Valerino grossit les particules à 2000, 5000 voire 8000 fois leur taille réelle pour obtenir le meilleur look possible.
