Evropska raziskovalna skupina je raziskala vpliv onesnaženja s peskom in prahom na fotovoltaične module v Omanu. Zbrali so 60 vzorcev v različnih letnih časih, mesecih in kotih nagiba.
Znanstveniki z Imperial College London in Karlsruhe Institute of Technology so raziskovali učinke onesnaženja s peskom in prahom na steklene površine solarnih modulov v Omanu. Polovica Omana je puščava.
Preučevali so vpliv onesnaženja s peskom in prahom na optično in električno moč fotovoltaičnih panelov. Soavtor študije Christos Markides je novinarjem povedal: "Izvedli smo tudi ekonomsko analizo onesnaženosti s prahom, vendar še ni bila objavljena. Rezultati kažejo, da so ekonomske izgube močno odvisne od specifične lokacije."
Študija je temeljila na 60 vzorcih, zbranih na čistilni postaji v Muscatu, glavnem mestu Omana.
Prispevek navaja: "Ocenjevanje proizvodnje električne energije dejanskih fotonapetostnih naprav ostaja izziv, saj so lahko izgube zaradi onesnaževanja s prahom precenjene/podcenjene. Izgube zaradi onesnaženja s prahom so močno odvisne od velikosti delcev, oblike in povezanih spektrov, kar lahko pomembno vpliva na delovanje fotovoltaike plošče. V tem prispevku predstavljamo rezultate obsežne kampanje poskusnega testiranja na prostem proti onesnaženju s peskom in prahom, pri čemer uporabljamo podrobne tehnike karakterizacije ob upoštevanju posledičnih izgub."
V prispevku "Karakterizacija obraščanja steklene površine in njegov vpliv na optično in solarno fotonapetostno delovanje", ki je bil nedavno objavljen v reviji Renewable Energy, Markides in njegovi sodelavci pojasnjujejo, da so bili preskusni vzorci proizvedeni s preskusnim kosom iz železnega stekla. V solarni industriji se ti kuponi pogosto uporabljajo za zapiranje zgornje plasti fotovoltaičnih modulov. Zbrali so vzorce stekla ob koncu vsakega meseca leta 2021, pri čemer so razlikovali med deževno in suho dobo. V vsakem obdobju zbiranja so raziskovalci zbrali štiri vzorce pod koti nagiba 0, 23, 45 in 90 stopinj.
Nato so vzorce poslali v London na testiranje prepustnosti svetlobe. Analiza kaže, da se relativna prepustnost horizontalnih vzorcev zmanjša za 65 % v deževnem obdobju, 68 % v sušnem obdobju in 64 % skozi vse leto.
Raziskovalna skupina je dodala: »Za primerjavo se je relativna prepustnost navpičnega preskušanca zmanjšala za 34 %, 19 % oziroma 31 %. Povprečje mokrega preskušanca, suhega preskušanca in enoletnega preskušanca pri treh različnih nagibih. koti Relativna prepustnost se zmanjša za 44 %, 49 % oziroma 42 %.
Na podlagi teh rezultatov so raziskovalci izračunali pričakovane izgube moči monokristalnih fotonapetostnih modulov pri standardnih preskusnih pogojih, in sicer pri jakosti sevanja 1000 W/m2 in temperaturi 25 stopinj Celzija.
Dodali so: "Relativno zmanjšanje prepustnosti, izmerjeno z uporabo vodoravnih vzorcev v mokri sezoni, suhi sezoni in celoletnih vodoravnih vzorcih, ustreza 67%, 70% oziroma 66% predvidenega relativnega zmanjšanja proizvodnje električne energije. Ocenjeno pri lokalnem kotu nagiba 23 stopinj, mesečno Relativna izguba prepustnosti je približno 30 %, kar ima za posledico približno 30 % zmanjšanje ekvivalentne relativne fotovoltaične moči na mestu študije vsak mesec.
Znanstveniki so nato uporabili rentgensko in elektronsko mikroskopijo za analizo značilnosti talnih delcev. Ker so bili vsi vzorci stekla vzeti z istega mesta, so znanstveniki domnevali, da ima njihova umazanija popolnoma enake lastnosti materiala. Zato so analizirali le vodoravne vzorce stekla v mokrih in suhih sezonah ter vse leto.
Poudarili so: "Rezultati rentgenske difrakcije (XRD) kažejo, da celoletni testni kosi za onesnaženje s peskom in prahom vsebujejo različne minerale, kot so silicijev dioksid, kalcijev karbonat, kalcijev magnezijev karbonat, titanov dioksid, železov karbid in aluminijev silikat. Porazdelitev elementov Slika poudarja spojine, ki jih je pokazala analiza XRD. Najbolj prevladujoč element je silicij (Si), preostali elementi vključujejo ogljik (C), kisik (O), natrij (Na), magnezij (Mg), aluminij (Al), kalcij (Ca) in železo (Fe)."
Raziskovalci so tudi ugotovili, da so imeli vzorci sušne sezone več delcev PM10 kot vzorci deževne sezone. PM10 so vdihljivi delci s premerom manj kot 10 mikronov. "Študija tudi dokazuje, da lahko občasne padavine naravno odplavijo nakopičene velike delce, ne pa tudi majhnih delcev," pojasnjujejo v prispevku.