Evropský výzkumný tým zkoumal dopad znečištění pískem a prachem na fotovoltaické moduly v Ománu. Nasbírali 60 vzorků v různých ročních obdobích, měsících a úhlech náklonu.
Vědci z Imperial College London a Karlsruhe Institute of Technology zkoumali účinky znečištění pískem a prachem na skleněné povrchy solárních modulů v Ománu. Polovina Ománu je poušť.
Studovali dopad znečištění pískem a prachem na optický a elektrický výkon fotovoltaických panelů. Spoluautor studie Christos Markides řekl novinářům: "Provedli jsme také ekonomickou analýzu znečištění prachem, ale ta ještě nebyla zveřejněna. Výsledky ukazují, že ekonomické ztráty jsou velmi závislé na konkrétní lokalitě."
Studie byla založena na 60 vzorcích odebraných z čistírny odpadních vod v Muscatu, hlavním městě Ománu.
V článku se uvádí: "Odhad výroby energie skutečných fotovoltaických instalací zůstává náročný, protože ztráty znečištěním prachem mohou být nadhodnoceny/podceněny. Ztráty znečištěním prachem silně závisí na velikosti částic, tvaru a souvisejících spektrech, které mohou mít významný dopad na výkon fotovoltaiky." panelů. V tomto článku prezentujeme výsledky rozsáhlé venkovní experimentální testovací kampaně proti kontaminaci pískem a prachem s použitím podrobných charakterizačních technik při zohlednění výsledných ztrát."
V článku „Charakteristika znečištění povrchu skla a jeho dopad na optický a solární fotovoltaický výkon“, nedávno publikovaný v časopise Renewable Energy, Markides a kolegové vysvětlují, že zkušební vzorky byly vyrobeny zkušebním kusem Made of iron glass. V solárním průmyslu se tyto kupony často používají k zapouzdření horní vrstvy fotovoltaických modulů. Vzorky skla odebírali na konci každého měsíce v 2021, přičemž rozlišovali mezi obdobím dešťů a obdobím sucha. Během každého období odběru vědci shromáždili čtyři vzorky pod úhlem naklonění 0, 23, 45 a 90 stupňů.
Poté odeslali vzorky do Londýna na testování propustnosti světla. Analýza ukazuje, že relativní propustnost horizontálních vzorků klesá o 65 % v období dešťů, 68 % v období sucha a 64 % celoročně.
Výzkumný tým dodal: "Ve srovnání se relativní propustnost vertikálního zkušebního kusu snížila o 34 %, 19 % a 31 %. Průměr mokrého zkušebního kusu, suchého zkušebního kusu a jednoročního zkušebního kusu při třech různých sklonech úhly Relativní propustnost je snížena o 44 %, 49 % a 42 %.
Na základě těchto výsledků vědci vypočítali očekávané výkonové ztráty monokrystalických FV modulů za standardních testovacích podmínek, konkrétně intenzity záření 1000 W/m2 a teplotě 25 stupňů Celsia.
Dodali: "Relativní pokles propustnosti měřený pomocí vlhkého období, období sucha a celoročních horizontálních vzorků odpovídá 67 %, 70 % a 66 % předpokládaného relativního poklesu výroby energie. Odhaduje se při místním úhlu náklonu 23 stupně, měsíčně Relativní ztráta propustnosti je přibližně 30 %, což má za následek přibližně 30% snížení ekvivalentního relativního fotovoltaického výkonu v místě studie každý měsíc."
Vědci poté použili rentgenovou a elektronovou mikroskopii k analýze charakteristik půdních částic. Protože všechny vzorky skla byly odebrány ze stejného místa, vědci předpokládali, že jejich špína má přesně stejné materiálové vlastnosti. Proto analyzovali pouze horizontální skleněné vzorky během vlhkého a suchého období a celoročně.
Zdůraznili: „Výsledky rentgenové difrakce (XRD) ukazují, že celoroční zkušební vzorky znečištění pískem a prachem obsahují různé minerály, jako je oxid křemičitý, uhličitan vápenatý, uhličitan vápenato-hořečnatý, oxid titaničitý, karbid železa a křemičitan hlinitý. Distribuce prvků Obrázek ukazuje sloučeniny uvedené analýzou XRD. Nejdominantnějším prvkem je křemík (Si), zbývající prvky zahrnují uhlík (C), kyslík (O), sodík (Na), hořčík (Mg), hliník (Al), vápník (Ca) a železo (Fe).
Výzkumníci také zjistili, že vzorky z období sucha měly více částic PM10 než vzorky z období dešťů. PM10 jsou inhalovatelné částice o průměru menším než 10 mikronů. "Studie také ukazuje, že periodické srážky mohou přirozeně smýt nahromaděné velké částice, ale ne malé částice," vysvětlují v článku.