太阳能板实现自我清洁更方便也更具效能

2023年11月22日 11:39:37来源：化工仪器网作者：小王点击：6516

　　【化工仪器网行业百态】太阳能是目前备受关注的可再生能源，背后是庞大的发展前景与市场吸引力。而支撑起太阳能应用的一个关键技术便是光伏电池。时至今日，随着光伏电池的不断发展，越来越多的太阳能发电基地被建设起来，甚至不少城市居民楼也开始尝试铺设太阳能电池来调节城市供电。能源发展整体呈现出积极向好的趋势。

　　自然，这种趋势背后也得益于光伏电池技术带来的经济收益，但事实上，在实际使用的过程中，光伏电池的收益其实是远不及预期的。这一方面原因是温度对光电效能的负面影响，目前还没有好的解决办法；另一方面原因就在于灰尘对于光伏电池持续性的影响。并且灰尘也很大程度的影响了太阳能在我国的普及。简单来说，目前我国主要的光电产业都建设在空旷、光照充足且温度相对合适的西部地区，但西部地区尘土飞扬时常出现，整体环境有相对缺水，因此电池板的清洁成为了大问题。电池板蒙尘次数多次发生，发电效能下来了，太阳能利用率以及成本转化率也就下来了。

　　不过这个问题最近可能就要被解决了，香港理工大学机械工程系教授王钻开从昆虫上获得灵感，带领团队与中山大学先进制造学院团队合作，成功开发出一种能和光伏电池板结合的仿生机器人，有助于电池板实现自我清洁系统。

　　而提供灵感的昆虫其实是我们熟悉的蜜蜂。根据相关报道介绍，王教授发现，尽管蜜蜂需要经常与花粉花蜜接触，并且也会像其他昆虫那样用前肢清理触角，但却很少会用口器来清理前肢。于是王教授及开始怀疑蜜蜂的前肢是不是存在特殊的自洁方式，并在高速摄影机的帮助下验证了这一点——蜜蜂清洁触角的过程中，前肢上用于清理的部分会将粘在前肢上的颗粒弹开，并且非常迅速。

　　了解到这一点后，研究团队开始从蜜蜂前肢上类似“梳子”的部分着手，分析了其中结构，发现了一些有趣的特点。报告中是这样说的：“‘梳子’由很多梳毛组成，每根梳毛长约38微米，上面有跨越近两个数量级的刚度梯度，其尖端是软的，但到根部逐渐变硬。当刷触角时，‘梳子’弯曲变形储存弹性能量，那些精妙的刚度梯度结构可增大弹性能量的储存，加速弹性能的释放，缩短能量“爆发”的时间，产生并输出更大的惯性力，以克服黏附力，将花粉和灰尘颗粒飞速弹出去”(资料来源:中国科学报)。于是相关团队就开始尝试，能否在宏观层面上模仿这种结构。

　　最终，在历经多次失败后，他们终于成功实现了仿生刚度梯度弹射器，并以此作为基础开发了自清洁机器人。更重要的是，这种机器人不仅仅可以作用于电池板，对于其他有清洁需求，但清洁难度高的户外大型基础设施，均可以使用，以起到防尘的目的。同时，相关的成果还有利于生物材料、功率调制以及能量转换等领域的研究的进一步开展。而这一切或许都要归功于自然界的神奇与科研团队的努力。

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