Một lớp phủ hydrogel siêu mỏng vừa được các nhà khoa học phát triển đang thu hút sự chú ý của giới năng lượng tái tạo nhờ khả năng giải nhiệt pin mặt trời cấp tốc, giúp tăng công suất phát điện lên tới 13% và kéo dài tuổi thọ hệ thống.

“Điểm nóng” – kẻ thù thầm lặng của pin mặt trời

Trong các hệ thống điện mặt trời, hiện tượng điểm nóng (hotspot) xảy ra khi một phần tấm pin bị che khuất bởi bóng râm, bụi bẩn hoặc vật cản, khiến nhiệt độ tại khu vực đó tăng cao bất thường. Tình trạng này không chỉ làm suy giảm hiệu suất phát điện, mà còn là nguyên nhân của khoảng 22% các sự cố hỏng pin sau 3 năm vận hành, thậm chí có thể dẫn đến nguy cơ cháy nổ.

Lớp phủ hydrogel chi phí thấp, hiệu quả cao

Để giải quyết vấn đề trên, nhóm nghiên cứu tại Đại học Bách khoa Hồng Kông (PolyU) đã phát triển một lớp phủ làm mát dựa trên hydrogel, có chi phí thấp nhưng mang lại hiệu quả vượt trội.

Theo kết quả thử nghiệm thực tế, lớp phủ hydrogel giúp:

• Giảm nhanh 16°C tại các điểm nóng trên bề mặt pin
   
• Tăng sản lượng điện đầu ra tới 13%
   
• Nâng cao độ bền nhờ công nghệ gia cố bằng sợi bông, hạn chế nứt vỡ và co ngót – nhược điểm phổ biến của hydrogel truyền thống

Giáo sư Yan Jerry, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết công nghệ này không cần thay đổi thiết kế mạch điện hiện có, giúp quá trình lắp đặt đơn giản và dễ dàng áp dụng cho các hệ thống đang vận hành.

Giải pháp tiềm năng cho đô thị và điện mặt trời áp mái

Tại các đô thị lớn như Hồng Kông hay Singapore, nơi pin mặt trời thường xuyên bị che bóng bởi nhà cao tầng, lớp phủ hydrogel có thể giúp tăng sản lượng điện hằng năm khoảng 7%.

Đặc biệt, công nghệ này có khả năng bù đắp tới 50% tổn thất năng lượng do điểm nóng gây ra. Nhờ chi phí vật liệu thấp, thời gian hoàn vốn chỉ khoảng 3,2 – 4,5 năm, phù hợp cho điện mặt trời áp mái hộ gia đình và tòa nhà văn phòng.

Mở ra hướng đi mới cho năng lượng sạch

Sự ra đời của lớp phủ hydrogel làm mát pin mặt trời không chỉ giúp nâng cao hiệu suất và độ bền của hệ thống quang điện, mà còn mở ra cơ hội phổ cập năng lượng sạch tại các khu vực đô thị chật hẹp, nơi điều kiện lắp đặt pin mặt trời còn nhiều hạn chế.