Forskere fra Aalborg Universitet har skabt solceller, der automatisk fjerner støv, sne og is, så de kan fungere effektivt i ørkener, på bjergtoppe og i arktiske egne.
For første gang er det lykkedes et dansk forskerhold at integrere en selvoprensende overflade i kommercielt tilgængelige solceller. Opfindelsen kan øge energiproduktionen med op til 30 procent i områder, hvor vejr og miljø normalt reducerer effektiviteten. Projektet, der har varet fire år, præsenteres i denne uge på en international konference i Odense.
Solceller mister typisk 15-25 procent af deres ydeevne, når de dækkes af støv, sne eller is. I ekstreme klimaer som Saudi-Arabiens ørkener eller Grønlands kystområder kan tabet være endnu større. Problemet har hidtil været løst med manuel rengøring eller dyre robotter, men det nye system kræver hverken vedligeholdelse eller ekstern strøm.
Teknologien bygger på en ultratynd belægning af nanoteknologi, der afviser vand og snavs. Når regn, dug eller smeltende sne rammer overfladen, glider urenhederne af uden at efterlade spor. I kolde egne aktiveres et indbygget varmeelement, når temperaturen falder under frysepunktet, så is ikke får fat.
Fra laboratoriet til virkeligheden
Forskerne har testet prototyperne i tre forskellige miljøer: en støvet vindmøllepark ved Skagen, en snedækket bjergstation i Norge og en ørkeninstallation i Marokko. I alle tilfælde holdt solcellerne sig rene uden menneskelig indgriben i op til otte måneder. Den længste testperiode pågår stadig i Grønland, hvor en række paneler har fungeret uden problemer siden januar.
"Vi vidste, at nanoteknologi kunne gøre overflader vandafvisende, men udfordringen var at gøre det holdbart nok til at modstå årtiers slid fra sol, vind og temperaturudsving," siger projektleder og professor i materialevidenskab, Henrik Vestergaard fra Aalborg Universitet. "Vores løsning kombinerer tre lag, der hver især beskytter mod forskellige trusler – fra UV-stråling til mekanisk slid."
Belægningen er desuden gennemsigtig og reducerer ikke solcellernes lysoptagelse. Det betyder, at panelerne producerer lige så meget strøm som traditionelle modeller, når de er rene – men markant mere over tid, fordi de ikke mister effektivitet.
Økonomisk gevinst på globalt plan
Ifølge en analyse fra Energistyrelsens forskningsenhed kan selvoprensende solceller spare den globale solindustri for op mod 12 milliarder kroner årligt i vedligeholdelsesomkostninger. Tallet dækker både besparelser på rengøringsudstyr og den ekstra energi, der produceres, når panelerne ikke er dækket af snavs.
I Danmark er potentialet mindre, men ikke ubetydeligt. Solcelleparken ved Tønder, der åbnede i 2024, bruger i dag omkring 500.000 kroner om året på at holde panelerne rene. Med den nye teknologi ville udgiften forsvinde, og parken kunne levere strøm til yderligere 200 husstande.
"Det er ikke kun en teknisk sejr, men også en økonomisk. Hvis vi kan gøre solenergi mere pålidelig i ekstreme klimaer, åbner det døren for store projekter i områder, hvor det hidtil har været for dyrt eller besværligt," siger energiøkonom Lise Krogh fra Aarhus School of Business.
Test i Grønland viser vejen frem
Den mest lovende test foregår i Nuuk, hvor et samarbejde mellem Aalborg Universitet og Grønlands Energi har installeret 50 selvoprensende paneler på en nybygget skole. Skolens viceinspektør, Malik Jensen, har fulgt projektet tæt og er imponeret over resultaterne.
"Sidste vinter havde vi minus 25 grader og masser af sne, men panelerne fungerede upåklageligt. Vores gamle solceller på den anden fløj skulle renses hver anden uge, men disse har ikke krævet noget. Det betyder, at vi kan bruge pengene på undervisning i stedet for vedligeholdelse," siger han.
Forskerne bag projektet understreger, at teknologien stadig er i en tidlig fase, men at flere solcelleproducenter allerede har vist interesse. Den største udfordring er at skalere produktionen, så belægningen kan påføres eksisterende paneler uden at øge prisen væsentligt.
Hvad sker der nu?
I løbet af det næste halve år vil Aalborg Universitet offentliggøre detaljerede data fra alle teststeder. Parallelt arbejder forskerne på at optimere belægningens holdbarhed, så den kan modstå mindst 25 års brug uden at miste effekt.
Et konsortium bestående af danske og norske energiselskaber har allerede søgt om midler til at etablere en pilotproduktion i Nordjylland. Hvis alt går efter planen, kan de første kommercielt tilgængelige solceller med selvoprensende teknologi være på markedet i 2028.
Samtidig undersøger forskerne, om princippet kan overføres til andre områder, som vindmøllevinger eller store spejlanlæg i solkraftværker. "Vi har kun set toppen af isbjerget," siger Henrik Vestergaard. "Hvis vi kan gøre infrastruktur selvvedligeholdende, er gevinsterne enorme – både for pengepungen og for klimaet."