Evropská skupina zkoumala dopad znečištění na fotovoltaické moduly v Ománu. Shromáždili 60 vzorků podle ročního období, měsíce a úhlu sklonu.
Vědci z Imperial College London a Karlsruhe Institute of Technology zkoumali dopad znečištění na skleněné povrchy solárních modulů v oblastech polopouště.
Zabývali se tím, jak znečištění může ovlivnit výkon FV panelů v optické a elektrické energii. „Provedli jsme také ekonomickou analýzu týkající se znečištění, ale zatím jsme ji nezveřejnili. Zjištění naznačují, že ekonomická ztráta do značné míry závisí na konkrétní lokalitě,“ uvedl spoluautor výzkumu Christos Markides.
Studie je založena na 60 vzorcích odebraných ze znečišťovací stanice v Muscatu v Ománu.
„Odhad energetického výnosu ze skutečných fotovoltaických instalací zůstává náročný kvůli nadměrným/podceněním ztrát znečištěním. Ztráty znečištěním silně závisí na velikosti částic, tvaru a souvisejících spektrech. Ta významně ovlivňují výkon FV,“ uvádí se v dokumentu. ,,V této práci prezentujeme výsledky rozsáhlé venkovní experimentální testovací kampaně znečištění. A taky aplikujeme podrobné charakterizační techniky a zvažujeme výsledné ztráty.“
V článku „Charakterizace znečištění na skleněných površích a jejich dopad na optický a solární fotovoltaický výkon“ nedávno publikovaném v Renewable Energy Markides, jeho kolegové vysvětlili, že testované vzorky byly vyrobeny ze skleněných kupónů s nízkým obsahem železa. Tyto kupóny se běžně používají v solárním průmyslu pro zapouzdření horní vrstvy FV modulu. Vzorky skla byly odebírány do konce každého měsíce během roku 2021. A taky ve dvou sezónních obdobích v období dešťů a sucha. Pro každé období odběru výzkumníci shromáždili čtyři vzorky, v tomto pořadí 0, 23, 45 a 90°.
Vzorky se poté odeslaly do Londýna k testování optické propustnosti. Analýza ukázala, že relativní propustnost horizontálních vzorků poklesla o 65 % v období dešťů. A o 68 % v období sucha a o 64 % v celém roce.
Testované vzorky vyrobené ze skleněných kupónů
„Ve srovnání s vertikálními kupóny se zaznamenal relativní pokles propustnosti o 34 %, 19 % a 31 %, v tomto pořadí,“ dodala výzkumná skupina. „Průměrný pokles relativní propustnosti ve všech úhlech náklonu byl 44 %, 49 % a 42 % pro mokré, suché a jednoleté kupóny.“
Na základě těchto výsledků vědci vypočítali očekávanou ztrátu elektřiny při standardních testovacích podmínkách 1 000 W/m2 záření a teplotě 25 °C s monokrystalickým FV modulem.
„Relativní snížení propustnosti naměřené na vzorcích v horizontálním období dešťů, období sucha a celoročních vzorků odpovídá předpokládanému relativnímu snížení výroby elektrické energie o 67 %, 70 % a 66 %, v tomto pořadí,“ dodali. ,,Na základě místního úhlu náklonu 23° se relativní ztráty propustnosti odhadují na přibližně 30 % za měsíc. Což vede k ekvivalentnímu relativnímu snížení FV výkonu o přibližně 30 % za měsíc na studovaném místě.“
Charakterizace půdních částic
Vědci pak použili rentgenové paprsky a elektronové mikroskopy k charakterizaci půdních částic. Protože všechny vzorky skla se umístily na stejném místě, vědec předpokládal, že jejich znečištění má mít přesnou materiálovou charakteristiku. Analyzovali proto pouze horizontální skleněné kupóny pro vlhké a suché období a celý rok.
„Podle nálezů rentgenové difrakce (XRD) má celoročně znečištěný kupón různé minerály, jako je oxid křemičitý, uhličitan vápenatý, uhličitan vápenato-hořečnatý, oxid titaničitý, karbid železa a křemičitan hlinitý,“ zdůraznili. „Mapa elementů zdůrazňuje chemické sloučeniny hlášené analýzou XRD. Nejdominantnějším prvkem je křemík (Si). Zatímco zbytek tvoří uhlík (C), kyslík (O), sodík (Na), hořčík (Mg), hliník (Al), vápník (Ca) a železo (Fe).
Výzkumníci také zjistili, že vzorek z období sucha měl více částic PM10 – jedná se o částice s průměrem menším než 10 μm – než vzorek z období dešťů. ,,Také se prokázalo, že přirozené čištění v důsledku periodických dešťů může eliminovat hromadění větších částic, ale ne menších,“ vysvětlili v článku.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
