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セルフクリーニング太陽電池 Self-cleaning PV! 埃を自動除去し効率アップ。火星探検用システムに学べ

 太陽光発電システムでは、その表面につもる塵による発電量の低下という問題は、砂漠や乾燥地帯においては、定期的な表面の掃除というやっかいな問題を発生させます。太陽光発電システムが大型化し、さらにより強い太陽の日射量を確保するために、さらに赤道直下の荒野へと展開を強化させようと各国がしのぎをけずる昨今、こうしたクリーニング技術への関心は高まりつつあります。

 ボストン大学のElectrical & Computer Engineering専攻のマーレー・マツンダー Malay Mazumder 博士が、アメリカ化学学会 American Chemical Society の会議で火星探検用の太陽電池の設計で検討されている太陽光発電の自動クリーニング技術は、地球上でも利用できる旨の発表を行いました。日本のように四季を通じて雨が太陽電池面の汚れを洗い流してくれるという状況は、世界の状況からみれば例外的なのかもしれません。現在、大規模な太陽光発電システムが建設されているアメリカ、スペイン、ドイツ、中東、オーストラリアとインドなどの乾燥地帯においては、すでに、そして今後展開する太陽光発電システムにとって、セルフクリーニングする太陽電池があれば、大きな発電効率の向上につながります。

 この技術は、電気を流すと電荷の移動を波のように引き起こすことができる特殊な透明なプラスチックなどの透明な膜を太陽電池面に貼りつけ、それに通電することで表面の汚れを移動させ、最後には太陽電池面から除去することを可能にする技術だということです。この掃除には、1平方メートルの太陽電池で10W-2分ほど要し電気を消費しますが、埃などの堆積で失われる発電量を考えればわずかな消費にとどまるということです。このセルフクリーニングの作業により90%の埃などを取り除くことができるということです。

 さらに、同博士は、
「現在の太陽光発電の市場規模は、およそ240億ドルであり、およそ世界の0.04%のエネルギーを太陽電池がまかなっています。今後の展開として、砂漠の4%程度に太陽光発電所を建設すれば、世界のエネルギーのすべてを賄うにたるエネルギーを作ることができます。その時、この自己洗浄技術は、重要な役割を演ずることができます。」と語ったということです。

 この技術実用化までには時間がかかりそうですが、日本でも幹線道路脇の住宅などで、油分を含んだ埃が堆積して、太陽電池の掃除に往生している方もおられました。実用化されれば、世界中の太陽電池がいつもきれいにできるということになり、かなり画期的な技術となりそうです。
 動作のようすはNASA関連のサイトで公開されていました。この技術の名称は、Electrodynamic Dust Shieldという名称だということです。

Lunar Dust Buster-----NASA Science,April 19, 2006

プレスリリース / American Chemical Society - ASC(eurekalert.org),Aug. 22, 2010
Self-cleaning technology from Mars can keep terrestrial solar panels dust free

" Find dusting those tables and dressers a chore or a bore? Dread washing the windows? Imagine keeping dust and grime off objects spread out over an area of 25 to 50 football fields. That's the problem facing companies that deploy large-scale solar power installations, and scientists today presented the development of one solution ? self-dusting solar panels ― based on technology developed for space missions to Mars.
..........
Large-scale solar installations already exist in the United States, Spain, Germany, the Middle East, Australia, and India. These installations usually are located in sun-drenched desert areas where dry weather and winds sweep dust into the air and deposit it onto the surface of solar panel. Just like grime on a household window, that dust reduces the amount of light that can enter the business part of the solar panel, decreasing the amount of electricity produced. Clean water tends to be scarce in these areas, making it expensive to clean the solar panels.
”A dust layer of one-seventh of an ounce per square yard decreases solar power conversion by 40 percent," Mazumder explains. "In Arizona, dust is deposited each month at about 4 times that amount. Deposition rates are even higher in the Middle East, Australia, and India. ”
..........
The self-cleaning technology involves deposition of a transparent, electrically sensitive material deposited on glass or a transparent plastic sheet covering the panels. Sensors monitor dust levels on the surface of the panel and energize the material when dust concentration reaches a critical level. The electric charge sends a dust-repelling wave cascading over the surface of the material, lifting away the dust and transporting it off of the screen's edges.
Mazumder said that within two minutes, the process removes about 90 percent of the dust deposited on a solar panel and requires only a small amount of the electricity generated by the panel for cleaning operations.

The current market size for solar panels is about $24 billion, Mazumder said. ”Less than 0.04 percent of global energy production is derived from solar panels, but if only four percent of the world's deserts were dedicated to solar power harvesting, our energy needs could be completely met worldwide. This self-cleaning technology can play an important role.”
..........
"

関連
Electrodynamic_dust_shield
-----image : Google画像検索 : Electrodynamic Dust Shieldより

Professor Malay Mazumder Featured on BBC News for Solar Panel Research-----2010/09/03,BOSTON UNIVERSITY-----Energy Engineering ? Mazumder

New Tech-‘Dust buster’ cleans up solar’s act ? without water-----Phoenix Sun,2010/9/23(わかりやすいの動画へのリンクがあります。-http://empl.ksc.nasa.gov/CurrentResearch/ElectrodynamicScreen/ApolloSampleRemoval_RGF2.wmv )
" Mazumder reports that the EDS developed by his lab can remove 90 percent of dust particles from a square meter of PV paneling in two minutes using just 10 watts. "

NASA - Electrostatics and Surface Physics Laboratory / Electrodynamic Dust Shield Technology

Self Cleaning Solar Panels Increase Power Production-----energymatters.com.au,23 AUGUST, 2010



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