一个创新但简单的发明在香港开发出来，可以延长太阳能板的使用寿命：这是一种水凝胶涂层。
这一创新使能源效率提高了13%，并将温度降低了16°C。
香港理工大学的研究人员创造了这一经济解决方案，解决了城市光伏装置中最持久的问题之一：热点。
这项技术由严杰瑞教授和刘俊伟研究员领导，基于一个简单的原理。
由于水凝胶在其结构中保留水分，然后通过蒸发逐渐释放，这一过程吸收了太阳能板的热量。
因此，它们可以在辐射或不规则阴影影响最严重的区域降低温度。
更少的热量，更多的能量：水凝胶在太阳能板中的关键
太阳能板的水凝胶作为一种被动冷却系统，无需重新设计电路或修改模块结构。
它直接应用于已安装的面板上，通过蒸发所含的水分来带走热量。
在控制试验中，研究人员观察到热点温度下降了高达16°C，同时功率增加了高达13%。
因此，这一改进不仅立即提高了能源生产，还减少了光伏电池的热应力。
这使得涂有水凝胶的太阳能板可以使用更长时间，性能接近其原始能力，并且更少的模块会过早进入回收。
因此，累积效应保护了投资并改善了年度能源平衡。
这一创新在密集城市中的影响
集成在建筑物中的太阳能系统（BIPV）在城市环境中面临特定挑战：部分阴影、灰尘、反射热量的立面和暴露于高温的屋顶。
所有这些都会产生热点，将系统的其他部分拖累。
根据PolyU团队的估计，这种水凝胶涂层可以使香港的年产量增加约6.5%，新加坡增加约7.0%。
回收期在3到5年之间，具体取决于当地的电价。
水凝胶技术特别适合安装在香港或新加坡等城市的屋顶和立面上的太阳能板。
在那里，每个效率百分点直接影响脱碳战略。
太阳能板水凝胶的关键：耐用材料和低维护
项目的关键进展之一是解决了传统水凝胶随时间开裂或收缩的趋势。
为此，团队将一种天然聚合物（羟乙基纤维素）与一种称为leafy cotton thread的纤维结构结合起来。
结果是一种材料，在经过数月的阳光、风和雨水的暴露后，能够更好地保持其体积和完整性。
这样，虽然一些传统水凝胶几乎失去了一半的体积，但这种新涂层显著限制了这种收缩。
水凝胶的主要优点：
- 温度降低至16°C
- 效率提高13%
- 与已安装的面板兼容
- 实施成本低
- 光伏系统的耐用性更强
值得注意的是，热点不仅降低效率。对数百万光伏模块的先前研究表明，显著部分存在热缺陷，温度升高超过21°C。
这种额外的热量加速了内部材料的降解，并可能产生火灾风险。
在公共建筑、学校或健康中心，年产量增加5%或7%可以释放资源用于其他服务。
在住宅中，这标志着从仅覆盖部分消费到接近完全自给自足的差异。
将这些水凝胶与新一代光伏板结合使用，如基于钙钛矿的光伏板，可能解决其主要挑战之一：对热量和湿度的敏感性。
