یک تیم تحقیقاتی اروپایی تأثیر آلودگی شن و غبار بر روی ماژول های فتوولتائیک در عمان را بررسی کرد. آنها 60 نمونه را در فصول مختلف، ماه ها و زوایای شیب جمع آوری کردند.
دانشمندان کالج امپریال لندن و موسسه فناوری کارلسروهه اثرات آلودگی شن و غبار بر روی سطوح شیشه ای ماژول های خورشیدی در عمان را بررسی کردند. نیمی از عمان بیابان است.
آنها تأثیر آلودگی شن و غبار را بر عملکرد نوری و برق پانل های فتوولتائیک مورد مطالعه قرار دادند. کریستوس مارکیدس یکی از نویسندگان این مطالعه به خبرنگاران گفت: "ما همچنین یک تحلیل اقتصادی از آلودگی گرد و غبار انجام داده‌ایم، اما هنوز منتشر نشده است. نتایج نشان می‌دهد که ضررهای اقتصادی به شدت به مکان خاص بستگی دارد."
این مطالعه بر اساس 60 نمونه جمع آوری شده از یک ایستگاه تصفیه فاضلاب در مسقط، پایتخت عمان انجام شد.
در این مقاله آمده است: "تخمین تولید برق از تاسیسات فتوولتائیک واقعی همچنان چالش برانگیز است زیرا تلفات آلودگی گرد و غبار ممکن است بیش از حد یا دست کم گرفته شود. تلفات آلودگی گرد و غبار به شدت به اندازه ذرات، شکل و طیف های مرتبط بستگی دارد که می تواند تاثیر قابل توجهی بر عملکرد فتوولتائیک داشته باشد. در این مقاله ما نتایج یک کمپین آزمایشی گسترده در فضای باز را در برابر آلودگی ماسه و گرد و غبار، با استفاده از تکنیک‌های توصیف دقیق و در نظر گرفتن تلفات حاصل، ارائه می‌کنیم.
Markides و همکارانش در مقاله "ویژگی رسوب سطح شیشه و تأثیر آن بر عملکرد نوری و فتوولتائیک خورشیدی" که اخیراً در مجله انرژی تجدید پذیر منتشر شده است توضیح می دهند که نمونه های آزمایشی توسط قطعه آزمایشی Made of Iron Glass تولید شده اند. در صنعت خورشیدی، این کوپن ها اغلب برای محصور کردن لایه بالایی ماژول های فتوولتائیک استفاده می شوند. آنها نمونه های شیشه ای را در پایان هر ماه در 2021 جمع آوری کردند و بین فصل بارانی و فصل خشک تمایز قائل شدند. در طول هر دوره جمع آوری، محققان چهار نمونه را در زوایای شیب 0، 23، 45 و 90 درجه جمع آوری کردند.
آنها سپس نمونه ها را برای آزمایش عبور نور به لندن فرستادند. تجزیه و تحلیل نشان می دهد که انتقال نسبی نمونه های افقی در فصل بارندگی 65 درصد، در فصل خشک 68 درصد و در طول سال 64 درصد کاهش می یابد.
این تیم تحقیقاتی افزود: در مقایسه، ضریب عبور نسبی قطعه آزمایش عمودی به ترتیب 34، 19 درصد و 31 درصد کاهش یافت و میانگین قطعه آزمایش مرطوب، قطعه آزمایش خشک و قطعه آزمایش یک ساله در سه شیب مختلف. زوایای عبور نسبی به ترتیب 44٪، 49٪ و 42٪ کاهش می یابد.
بر اساس این نتایج، محققان تلفات توان مورد انتظار ماژول‌های PV تک کریستالی را در شرایط آزمایش استاندارد، یعنی شدت تابش 1000 W/m2 و دمای 25 درجه سانتی‌گراد محاسبه کردند.
آنها افزودند: کاهش انتقال نسبی اندازه‌گیری شده با استفاده از نمونه‌های افقی فصل مرطوب، فصل خشک و در طول سال به ترتیب با 67، 70 درصد و 66 درصد کاهش نسبی پیش‌بینی‌شده در تولید برق مطابقت دارد. با زاویه شیب موضعی 23 برآورد شده است. درجه، ماهانه تلفات انتقال نسبی تقریباً 30 درصد است که منجر به کاهش تقریباً 30 درصدی توان فتوولتائیک نسبی معادل در محل مطالعه در هر ماه می شود.
سپس دانشمندان از اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی برای تجزیه و تحلیل ویژگی های ذرات خاک استفاده کردند. از آنجایی که تمام نمونه‌های شیشه از یک مکان گرفته شده‌اند، دانشمندان فرض کردند کثیفی آنها دقیقاً ویژگی‌های مواد مشابهی دارد. بنابراین، آنها فقط نمونه های شیشه ای افقی را در فصول مرطوب و خشک و در تمام طول سال تجزیه و تحلیل کردند.
آنها تاکید کردند: نتایج پراش اشعه ایکس (XRD) نشان می‌دهد که نمونه‌های آزمایش آلودگی شن و گرد و غبار در طول سال حاوی انواع مواد معدنی مانند سیلیس، کربنات کلسیم، کربنات منیزیم کلسیم، دی اکسید تیتانیوم، کاربید آهن و سیلیکات آلومینیوم هستند. توزیع عنصر در شکل، ترکیبات گزارش شده توسط تجزیه و تحلیل XRD را نشان می دهد. غالب ترین عنصر سیلیکون (Si)، عناصر باقی مانده شامل کربن (C)، اکسیژن (O)، سدیم (Na)، منیزیم (Mg)، آلومینیوم (Al) است. کلسیم (Ca) و آهن (Fe).
محققان همچنین دریافتند که نمونه‌های فصل خشک دارای ذرات PM10 بیشتری نسبت به نمونه‌های فصل بارانی هستند. PM10 ذرات معلق قابل استنشاق با قطر کمتر از 10 میکرون هستند. آنها در این مقاله توضیح می‌دهند: «این مطالعه همچنین نشان می‌دهد که بارندگی دوره‌ای می‌تواند به طور طبیعی ذرات بزرگ انباشته شده را بشوید، اما نه ذرات کوچک.