研究团队在应对沙漠灰尘对太阳能面板影响方面研发出两种仿生系统,并已开始商业化。该项工作来自German University in Cairo,由工程师Hossam Mohamed创办的公司将技术投入实际安装。第一个基于振动的商业化装置大约一个月前在开罗第五定居区的住宅小区启用,初期效果被描述为有希望。
电动方案通过一个带不平衡金属配重的小电机产生机械振动,配套的电子单元控制振动时段。系统每天中午和凌晨3点各运行一次,每次约持续一分钟,可由太阳能面板自身供电或使用小型独立电池。为了进一步减少灰尘附着,面板表面还涂有抗静电纳米涂层。现场六周试验的比较数据显示:未清洁的常规面板效率约下降33%;装有振动系统并加上纳米涂层的面板下降12.9%;而安装在可随风摆动的柔性支架上的面板仅下降5%,传统固定面板则约下降25%。
团队还设计了无需电机的风力驱动版本,它模仿树枝随风摆动的方式:柔性支架在过风时产生振动,后部弹簧将面板复位。研究人员指出,这种设计在风更稳定的季节表现更好,但性能会随季节变化。专家对成本与长期耐久性提出疑问;国家研究中心太阳能部门负责人Essam Tawfik El Shenawy称赞想法但提出质疑,Mohamed表示系统已被严格测试并校准以避免损坏。
关于潜在节省,German University的Mohamed Salama Abd-Elhady指出:清洁一个灯柱安装的单块面板每月最多可达200 Egyptian pounds (US$4),因此一个有200根灯柱的建筑群每月可能花费40,000 pounds (US$800)。公司在初始安装获得积极反响后正在扩大生产,未来工作可能集中在不同季节和更大规模部署时的长期耐久性与成本效益评估。
难词
- 仿生系统 — 模仿自然结构和动作的技术系统
- 振动 — 物体快速来回移动的动作或现象
- 纳米涂层 — 非常薄的表面层,用作保护或功能
- 柔性支架 — 可以弯曲并支撑面板的结构
- 耐久性 — 在长期使用中保持功能的能力
- 商业化 — 把技术转变为市场产品和服务
- 成本效益 — 比较花费与收益是否值得的衡量
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讨论问题
- 风力驱动的设计被指出在风更稳定的季节表现更好。你认为在不同季节部署这种设计会面临哪些具体挑战?请用文中信息说明理由。
- 公司在初始安装获得积极反响后正在扩大生产。你认为在扩大生产时应优先解决哪些与长期耐久性和成本相关的问题?请给出两点并说明原因。
- 文中提到清洁一个灯柱安装的单块面板每月最多可达200埃镑。如果你负责一个有200根灯柱的建筑群,你会根据文章中的技术选项选择哪种方案以减少清洁成本?请说明你的选择理由。