Et europæisk forskerhold undersøgte virkningen af sand- og støvforurening på solcellemoduler i Oman. De indsamlede 60 prøver i forskellige årstider, måneder og hældningsvinkler.
Forskere fra Imperial College London og Karlsruhe Institute of Technology undersøgte virkningerne af sand- og støvforurening på glasoverfladen af solcellemoduler i Oman. Halvdelen af Oman er ørken.
De undersøgte virkningen af sand- og støvforurening på solcellepanelers optiske og elektriske effektydelse. Studiets medforfatter Christos Markides fortalte journalister: "Vi har også foretaget en økonomisk analyse af støvforurening, men den er endnu ikke offentliggjort. Resultaterne viser, at de økonomiske tab er meget afhængige af den specifikke placering."
Undersøgelsen var baseret på 60 prøver indsamlet fra en spildevandsbehandlingsstation i Muscat, hovedstaden i Oman.
Papiret fastslår: "Det er fortsat en udfordring at estimere strømproduktionen af faktiske solcelleanlæg, da tab af støvforurening kan være over/undervurderet. Tab af støvforurening afhænger i høj grad af partikelstørrelse, form og tilhørende spektre, hvilket kan have en betydelig indvirkning på fotovoltaikkens ydeevne. paneler. I dette papir præsenterer vi resultaterne af en omfattende udendørs eksperimentel testkampagne mod sand- og støvforurening, hvor vi anvender detaljerede karakteriseringsteknikker, mens vi tager de resulterende tab i betragtning."
I papiret, "Karakterisering af glasoverfladebegroning og dens indvirkning på optisk og solcelle-fotovoltaisk ydeevne," for nylig offentliggjort i tidsskriftet Renewable Energy, forklarer Markides og kolleger, at testprøverne blev produceret af Made of iron glass test piece. I solcelleindustrien bruges disse kuponer ofte til at indkapsle det øverste lag af solcellemoduler. De indsamlede glasprøver i slutningen af hver måned i 2021 og skelnede mellem regntiden og den tørre sæson. I løbet af hver indsamlingsperiode indsamlede forskerne fire prøver ved hældningsvinkler på 0, 23, 45 og 90 grader.
De sendte derefter prøverne til London til lystransmissionstest. Analyse viser, at den relative transmittans af vandrette prøver falder med 65 % i regntiden, 68 % i den tørre sæson og 64 % året rundt.
Forskerholdet tilføjede: "Til sammenligning faldt den relative transmittans af det lodrette prøvestykke med henholdsvis 34%, 19% og 31%. Gennemsnittet af det våde prøvestykke, det tørre prøvestykke og et-års prøvestykket ved tre forskellige hældninger vinkler Den relative transmittans reduceres med henholdsvis 44%, 49% og 42%.
Baseret på disse resultater har forskerne beregnet de forventede effekttab for monokrystallinske PV-moduler under standard testforhold, nemlig en strålingsintensitet på 1000 W/m2 og en temperatur på 25 grader Celsius.
De tilføjede: "De relative transmittansfald målt ved brug af våd sæson, tør sæson og vandrette prøver året rundt svarer til henholdsvis 67%, 70% og 66% af de forudsagte relative fald i elproduktion. Estimeret ved en lokal hældningsvinkel på 23 grader, månedligt. Det relative transmittanstab er cirka 30 %, hvilket resulterer i et cirka 30 % fald i ækvivalent relativ fotovoltaisk effekt på undersøgelsesstedet hver måned."
Forskerne brugte derefter røntgen- og elektronmikroskopi til at analysere jordpartiklernes egenskaber. Da alle glasprøverne blev taget fra det samme sted, antog forskerne, at deres snavs havde nøjagtig de samme materialeegenskaber. Derfor analyserede de kun vandrette glasprøver i den våde og tørre sæson og året rundt.
De understregede: "Røntgendiffraktion (XRD) resultater viser, at prøvestykkerne med sand og støvforurening året rundt indeholder en række mineraler, såsom silica, calciumcarbonat, calciummagnesiumcarbonat, titaniumdioxid, jerncarbid og aluminiumsilicat. Grundstoffordeling Figur fremhæver forbindelserne rapporteret ved XRD-analyse. Det mest dominerende grundstof er silicium (Si), de resterende grundstoffer omfatter kulstof (C), oxygen (O), natrium (Na), magnesium (Mg), aluminium (Al), calcium (Ca) og jern (Fe)."
Forskerne fandt også ud af, at prøver i den tørre sæson havde flere PM10-partikler end prøver i regntiden. PM10 er inhalerbare partikler med en diameter på mindre end 10 mikrometer. "Undersøgelsen viser også, at periodisk nedbør naturligt kan vaske akkumulerede store partikler væk, men ikke små partikler," forklarer de i avisen.