Европейски изследователски екип изследва въздействието на замърсяването с пясък и прах върху фотоволтаичните модули в Оман. Те събраха 60 проби в различни сезони, месеци и ъгли на наклон.
Учени от Imperial College London и Karlsruhe Institute of Technology изследваха ефектите от замърсяването с пясък и прах върху стъклените повърхности на слънчевите модули в Оман. Половината Оман е пустиня.
Те изследваха въздействието на замърсяването с пясък и прах върху оптичните и електрически характеристики на фотоволтаичните панели. Съавторът на изследването Христос Маркидес каза пред репортери: "Проведохме и икономически анализ на замърсяването с прах, но той все още не е публикуван. Резултатите показват, че икономическите загуби силно зависят от конкретното местоположение."
Изследването се основава на 60 проби, събрани от пречиствателна станция в Маскат, столицата на Оман.
Документът гласи: „Оценяването на генерирането на електроенергия от действителните фотоволтаични инсталации остава предизвикателство, тъй като загубите от замърсяване с прах може да бъдат над/подценени. Загубите от замърсяване с прах силно зависят от размера на частиците, формата и свързаните с тях спектри, което може да окаже значително влияние върху работата на фотоволтаиците панели. В този документ ние представяме резултатите от обширна кампания за експериментално тестване на открито срещу замърсяване с пясък и прах, като прилагаме подробни техники за характеризиране, като същевременно вземаме предвид произтичащите загуби."
В статията „Охарактеризиране на замърсяването на стъклената повърхност и неговото въздействие върху оптичните и слънчевите фотоволтаични характеристики“, наскоро публикувана в списание Renewable Energy, Markides и колегите обясняват, че тестовите проби са произведени от тестово парче от желязо. В соларната индустрия тези купони често се използват за капсулиране на горния слой на фотоволтаичните модули. Те събират проби от стъкло в края на всеки месец през 2021, като правят разлика между дъждовния и сухия сезон. По време на всеки период на събиране изследователите събират четири проби при ъгли на наклон от 0, 23, 45 и 90 градуса.
След това те изпратиха пробите в Лондон за тестване на пропускливостта на светлината. Анализът показва, че относителната пропускливост на хоризонталните проби намалява с 65% през дъждовния сезон, 68% през сухия сезон и 64% през цялата година.
Изследователският екип добави: „За сравнение, относителната пропускливост на вертикалното тестово парче намалява съответно с 34%, 19% и 31%. Средната стойност на мокрото тестово парче, сухото тестово парче и едногодишното тестово парче при три различни наклона ъгли Относителната пропускливост е намалена съответно с 44%, 49% и 42%."
Въз основа на тези резултати изследователите изчисляват очакваните загуби на мощност на монокристалните фотоволтаични модули при стандартни условия на изпитване, а именно радиационен интензитет от 1000 W/m2 и температура от 25 градуса по Целзий.
Те добавиха: „Относителното намаление на коефициента на пропускане, измерено с помощта на мокър сезон, сух сезон и целогодишни хоризонтални проби, съответства съответно на 67%, 70% и 66% от прогнозираното относително намаление на генерирането на електроенергия. Оценено при локален ъгъл на наклон от 23 градуса, месечно Относителната загуба на пропускливост е приблизително 30%, което води до приблизително 30% намаление на еквивалентната относителна фотоволтаична мощност на мястото на изследване всеки месец."
След това учените използваха рентгенова и електронна микроскопия, за да анализират характеристиките на почвените частици. Тъй като всички стъклени проби са взети от едно и също място, учените приемат, че тяхната мръсотия има точно същите характеристики на материала. Следователно те анализираха само хоризонтални стъклени образци през влажния и сухия сезон и през цялата година.
Те подчертаха: „Резултатите от рентгеновата дифракция (XRD) показват, че целогодишните тестови части за замърсяване с пясък и прах съдържат различни минерали, като силициев диоксид, калциев карбонат, калциев магнезиев карбонат, титанов диоксид, железен карбид и алуминиев силикат. Разпределение на елементи Фигурата подчертава съединенията, докладвани чрез XRD анализ.Най-доминиращият елемент е силиций (Si), останалите елементи включват въглерод (C), кислород (O), натрий (Na), магнезий (Mg), алуминий (Al), калций (Ca) и желязо (Fe)."
Изследователите също установиха, че пробите от сухия сезон съдържат повече частици PM10, отколкото пробите от дъждовния сезон. PM10 са вдишвани прахови частици с диаметър под 10 микрона. „Проучването също така демонстрира, че периодичните валежи могат естествено да отмият натрупаните големи частици, но не и малки частици“, обясняват те в статията.