En europeisk forskargrupp undersökte effekten av sand- och dammföroreningar på solcellsmoduler i Oman. De samlade in 60 prover i olika årstider, månader och lutningsvinklar.
Forskare från Imperial College London och Karlsruhe Institute of Technology undersökte effekterna av sand- och dammföroreningar på glasytorna på solcellsmoduler i Oman. Halva Oman är öken.
De studerade effekten av sand- och dammföroreningar på solcellspanelers optiska och elektriska effektprestanda. Studiens medförfattare Christos Markides sa till reportrar: "Vi har också gjort en ekonomisk analys av dammföroreningar, men den har ännu inte publicerats. Resultaten visar att de ekonomiska förlusterna är starkt beroende av den specifika platsen."
Studien baserades på 60 prover som samlats in från en avloppsreningsstation i Muscat, Omans huvudstad.
Tidningen säger: "Att uppskatta elproduktionen av faktiska solcellsanläggningar är fortfarande utmanande eftersom dammföroreningsförluster kan över-/underskattas. Dammföroreningsförluster beror starkt på partikelstorlek, form och tillhörande spektra, vilket kan ha en betydande inverkan på solcellers prestanda. paneler. I det här dokumentet presenterar vi resultaten av en omfattande experimentell utomhustestkampanj mot sand- och dammförorening, med tillämpning av detaljerade karakteriseringstekniker samtidigt som vi tar hänsyn till de resulterande förlusterna."
I tidningen, "Karakterisering av nedsmutsning av glasytan och dess inverkan på optisk och solcellsenergiprestanda", som nyligen publicerades i tidskriften Renewable Energy, förklarar Markides och kollegor att testproverna producerades av Made of iron glass test piece. Inom solenergiindustrin används dessa kuponger ofta för att kapsla in det översta lagret av solcellsmoduler. De samlade in glasprover i slutet av varje månad i 2021, och skilde mellan regnperiod och torrperiod. Under varje insamlingsperiod samlade forskarna fyra prover med lutningsvinklar på 0, 23, 45 och 90 grader.
De skickade sedan proverna till London för ljustransmittanstestning. Analyser visar att den relativa transmittansen för horisontella prover minskar med 65 % under regnperioden, 68 % under torrperioden och 64 % året runt.
Forskargruppen tillade: "Som jämförelse minskade den relativa transmittansen för den vertikala provbiten med 34 %, 19 % respektive 31 %. Genomsnittet av den våta provbiten, torra provbiten och ettårsprovbiten vid tre olika lutning vinklar Den relativa transmittansen minskas med 44%, 49% respektive 42%.
Baserat på dessa resultat beräknade forskarna de förväntade effektförlusterna för monokristallina PV-moduler under standardtestförhållanden, nämligen en strålningsintensitet på 1000 W/m2 och en temperatur på 25 grader Celsius.
De tillade: "De relativa transmittansminskningarna mätt med våtsäsong, torrperiod och horisontella prover året runt motsvarar 67 %, 70 % respektive 66 % av de förväntade relativa minskningarna i kraftgenerering. Uppskattad vid en lokal lutningsvinkel på 23 grader, månadsvis. Den relativa överföringsförlusten är cirka 30 %, vilket resulterar i en minskning med cirka 30 % av ekvivalent relativ solcellseffekt vid studieplatsen varje månad."
Forskarna använde sedan röntgen- och elektronmikroskopi för att analysera jordpartiklarnas egenskaper. Eftersom alla glasprover togs från samma plats, antog forskarna att deras smuts hade exakt samma materialegenskaper. Därför analyserade de bara horisontella glasexemplar under den våta och torra årstiden och året runt.
De betonade: "Röntgendiffraktionsresultat (XRD) visar att testbitarna för sand- och dammföroreningar året runt innehåller en mängd olika mineraler, såsom kiseldioxid, kalciumkarbonat, kalciummagnesiumkarbonat, titandioxid, järnkarbid och aluminiumsilikat. Elementfördelning Figur belyser föreningarna som rapporterats av XRD-analys. Det mest dominerande grundämnet är kisel (Si), de återstående grundämnena inkluderar kol (C), syre (O), natrium (Na), magnesium (Mg), aluminium (Al), kalcium (Ca) och järn (Fe)."
Forskarna fann också att torrperiodsprover hade fler PM10-partiklar än regnperiodsprover. PM10 är inhalerbara partiklar som är mindre än 10 mikron i diameter. "Studien visar också att periodisk nederbörd naturligt kan tvätta bort ackumulerade stora partiklar, men inte små partiklar", förklarar de i tidningen.