Vědci v Rumunsku zjistili, že extrémní prašné podmínky mohou způsobit ztráty 45,35 % a 38,14 % maximálního výkonu a zkratového proudu za venkovních podmínek u různých druhů solárních modulů. Výzkumníci z rumunské Transilvania University of Brașov zkoumali dopad zvláště extrémních vrstev prachu na výkon různých fotovoltaických technologií.
,,Pokud se účinky změny klimatu eskalují, což povede k menším srážkám a častějším událostem písečných bouří pocházejících ze saharské oblasti, pak je velmi pravděpodobné, že v Evropě nastanou extrémní scénáře,“ řekl odpovídající autor výzkumu Abubaker Younis. Očekává se, že většina prachu se usadí v jihoevropských zemích, s občasnými výskyty prachových bouří zasahujících střední Evropu.
Vědci své testy provedli na amorfních křemíkových (a-Si), monokrystalických a polykrystalických panelech, na kterých simulovali poměrně extrémní prašné podmínky. Použili mini a-Si modul o rozměrech 30 mm × 30 mm, monokrystalický panel o rozměrech 41,6 mm × 33,9 mm a polykrystalické zařízení o velikosti 33 mm × 40,4 mm. Na ně uložili přírodní prach nasbíraný z okolí východomunského města Brašov. Nehomogenní vrstvy se nanesly pomocí síta.
Akademici testovali moduly za různých podmínek, v laboratoři, v terénu a při různém ozáření. Dále porovnali jejich výkon s výkonem referenčních modulů bez prachu.
Vliv extrémních podmínek na výkon
Pro test v terénu umístili moduly na střechu jednoho z kampusů Transilvánské univerzity v Braşově a provedli měření. A to jakmile ozáření dosáhlo 800 W/m2, 900 W/m2 a 1 000 W/m2. Stejné úrovně ozáření se simulovaly v laboratorním experimentu pomocí solárního simulátoru.
Za všech těchto podmínek se moduly testovaly na IV charakteristiky a také na přední a zadní teploty.
„Tloušťka prachové vrstvy byla v průměru 25,8 μm (nebo 0,01936 μm mm-2), když se vytvořila na povrchu mono-Si minibuněk a 32,25 μm (nebo 0,02287 μm mm-2), když byla nanesena na povrch malých buněk poly-Si,“ uvedli. „Stejná technika měření, která se opírá o vyzařování ultrazvukových vln, však nebyla použitelná pro minimodul a-Si. Je to proto, že pro fungování měřidla je vyžadován kovový substrát. A takový substrát obvykle není součástí složení modulu v případě technologie a-Si FV.
Výzkumná skupina zjistila, že k maximálnímu poklesu zkratového proudu a maximálního výkonu mezi čistým a zaprášeným modulem došlo ve scénáři poly-Si miničlánku při 800 W/m2, venku i uvnitř. V provozním testu byl pokles zkratového proudu v bodě maximálního výkonu 38,14 % a 45,35 %. Zatímco v laboratoři to bylo 33,38 % a 32,02 %.
Výsledky provozního testu vrstev prachu
Pokud jde o teplotu přední plochy, ve venkovním případě vykazoval polysilikonový panel pod ozářením 1 000 W/m2 nejvýraznější nárůst – o 3,7 °C. Ve vnitřním případě byl největší teplotní skok o 1,3 °C, na modulu polysilicon pod 800 W/m2 a modul a-Si s 900 W/m2.
Při výpočtu nárůstu teploty zadní plochy byl největší nárůst pole 2,3 °C v případě a-Si pod 1 000 W/m2. A v laboratoři to byl monokrystalický panel při stejném ozáření s 0,9 °C , vyšší teploty ve srovnání s čistým modulem.
,,Pozorovalo se, že venkovní nastavení přineslo lepší výsledky než vnitřní nastavení kvůli náhodnosti a nekonzistentnosti ve výsledcích,“ zdůraznili. ,,Tato abnormalita se přičítala nedostatku standardní metody pro provádění laboratorních experimentů na ukládání prachu. Ty by snížily dopad nekontrolovatelných chyb.“
Jejich výsledky se prezentovaly v dokumentu „Dopad prachu na elektrický a tepelný výkon fotovoltaiky: Postřehy z polních a laboratorních experimentů“. Ten se zveřejnil na Energy Reports.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
