Avrupalı bir araştırma ekibi, kum ve toz kirliliğinin Umman'daki fotovoltaik modüller üzerindeki etkisini araştırdı. Farklı mevsimlerde, aylarda ve eğim açılarında 60 örnek topladılar.
Imperial College London ve Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nden bilim insanları, kum ve toz kirliliğinin Umman'daki güneş modüllerinin cam yüzeyleri üzerindeki etkilerini araştırdı. Umman'ın yarısı çöldür.
Kum ve toz kirliliğinin fotovoltaik panellerin optik ve elektriksel güç performansı üzerindeki etkisini incelediler. Çalışmanın yazarlarından Christos Markides gazetecilere şunları söyledi: "Toz kirliliğine ilişkin ekonomik bir analiz de yaptık ancak bu henüz yayınlanmadı. Sonuçlar, ekonomik kayıpların büyük ölçüde belirli lokasyona bağlı olduğunu gösteriyor."
Çalışma, Umman'ın başkenti Maskat'taki bir kanalizasyon arıtma istasyonundan toplanan 60 numuneye dayanıyordu.
Belgede şunlar belirtiliyor: "Toz kirliliği kayıpları aşırı/az tahmin edilebileceğinden, gerçek fotovoltaik tesislerin enerji üretimini tahmin etmek zorlu olmaya devam ediyor. Toz kirliliği kayıpları büyük oranda parçacık boyutuna, şekline ve ilgili spektrumlara bağlıdır; bu da fotovoltaik performansı üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Bu yazıda, kum ve toz kirliliğine karşı kapsamlı bir dış mekan deneysel test kampanyasının sonuçlarını, ortaya çıkan kayıpları hesaba katarak ayrıntılı karakterizasyon teknikleri uygulayarak sunuyoruz. "
Yenilenebilir Enerji dergisinde yakın zamanda yayınlanan "Cam yüzey kirlenmesinin karakterizasyonu ve bunun optik ve güneş fotovoltaik performansı üzerindeki etkisi" başlıklı makalede Markides ve meslektaşları, test örneklerinin Made of iron cam test parçası tarafından üretildiğini açıklıyor. Güneş enerjisi endüstrisinde bu kuponlar genellikle fotovoltaik modüllerin üst katmanını kapsüllemek için kullanılır. Yağmurlu mevsim ile kurak mevsimi birbirinden ayırarak her ayın sonunda 2021'de cam numuneleri topladılar. Her toplama döneminde araştırmacılar 0, 23, 45 ve 90 derecelik eğim açılarında dört örnek topladı.
Daha sonra örnekleri ışık geçirgenliği testi için Londra'ya gönderdiler. Analiz, yatay numunelerin bağıl geçirgenliğinin yağışlı mevsimde %65, kurak mevsimde %68 ve yıl boyunca %64 oranında azaldığını göstermektedir.
Araştırma ekibi şunu ekledi: "Karşılaştırıldığında, dikey test parçasının bağıl geçirgenliği sırasıyla %34, %19 ve %31 oranında azaldı. Üç farklı eğimde ıslak test parçası, kuru test parçası ve bir yıllık test parçasının ortalaması açılar Bağıl geçirgenlik sırasıyla %44, %49 ve %42 oranında azalır."
Bu sonuçlara dayanarak araştırmacılar, standart test koşulları altında (1000 W/m2 radyasyon yoğunluğu ve 25 santigrat derece sıcaklık) monokristal PV modüllerin beklenen güç kayıplarını hesapladılar.
Şunları eklediler: "Yağmurlu mevsim, kuru mevsim ve yıl boyunca yatay numuneler kullanılarak ölçülen bağıl geçirgenlik düşüşleri, elektrik üretiminde öngörülen göreceli azalmaların sırasıyla %67, %70 ve %66'sına karşılık gelir. 23°'lik bir yerel eğim açısında tahmin edilmiştir. derece, aylık Bağıl geçirgenlik kaybı yaklaşık %30'dur, bu da çalışma alanındaki eşdeğer bağıl fotovoltaik güçte her ay yaklaşık %30'luk bir azalmaya neden olur."
Bilim adamları daha sonra toprak parçacıklarının özelliklerini analiz etmek için X-ışını ve elektron mikroskobu kullandılar. Tüm cam örnekleri aynı yerden alındığından bilim adamları, kirlerin tamamen aynı malzeme özelliklerine sahip olduğunu varsaydılar. Bu nedenle yatay cam örneklerini yalnızca yağışlı ve kurak mevsimlerde ve yıl boyunca analiz ettiler.
Şunları vurguladılar: "X-ışını kırınımı (XRD) sonuçları, yıl boyunca kum ve toz kirliliği test parçalarının silika, kalsiyum karbonat, kalsiyum magnezyum karbonat, titanyum dioksit, demir karbür ve alüminyum silikat gibi çeşitli mineraller içerdiğini gösteriyor. Element dağılımı Şekil, XRD analizi tarafından bildirilen bileşikleri göstermektedir. En baskın element silikondur (Si), geri kalan elementler arasında karbon (C), oksijen (O), sodyum (Na), magnezyum (Mg), alüminyum (Al), kalsiyum (Ca) ve demir (Fe)."
Araştırmacılar ayrıca kurak mevsim örneklerinin yağmurlu mevsim örneklerinden daha fazla PM10 parçacığı içerdiğini de buldu. PM10, çapı 10 mikrondan küçük, solunabilir partikül maddelerdir. Makalede şöyle açıklıyorlar: "Çalışma aynı zamanda periyodik yağışların birikmiş büyük parçacıkları doğal olarak temizleyebildiğini, ancak küçük parçacıkları temizleyemediğini gösteriyor."