Μια ευρωπαϊκή ερευνητική ομάδα ερεύνησε τον αντίκτυπο της ρύπανσης από άμμο και σκόνη σε φωτοβολταϊκά στοιχεία στο Ομάν. Συνέλεξαν 60 δείγματα σε διαφορετικές εποχές, μήνες και γωνίες κλίσης.
Επιστήμονες από το Imperial College του Λονδίνου και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης ερεύνησαν τις επιπτώσεις της ρύπανσης από άμμο και σκόνη στις γυάλινες επιφάνειες των ηλιακών μονάδων στο Ομάν. Το μισό Ομάν είναι έρημος.
Μελέτησαν την επίδραση της ρύπανσης από άμμο και σκόνη στην οπτική και ηλεκτρική απόδοση των φωτοβολταϊκών πάνελ. Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Χρήστος Μαρκίδης είπε στους δημοσιογράφους: "Έχουμε κάνει επίσης μια οικονομική ανάλυση της ρύπανσης από σκόνη, αλλά δεν έχει ακόμη δημοσιευθεί. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι οικονομικές απώλειες εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη συγκεκριμένη τοποθεσία."
Η μελέτη βασίστηκε σε 60 δείγματα που συλλέχθηκαν από σταθμό επεξεργασίας λυμάτων στο Μουσκάτ, την πρωτεύουσα του Ομάν.
Το έγγραφο αναφέρει: "Η εκτίμηση της παραγωγής ενέργειας των πραγματικών φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων παραμένει πρόκληση, καθώς οι απώλειες ρύπανσης από τη σκόνη μπορεί να είναι υπερ/υποεκτιμημένες. Οι απώλειες ρύπανσης από σκόνη εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το μέγεθος των σωματιδίων, το σχήμα και τα σχετικά φάσματα, τα οποία μπορούν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην απόδοση των φωτοβολταϊκών Σε αυτή την εργασία παρουσιάζουμε τα αποτελέσματα μιας εκτεταμένης εκστρατείας πειραματικών δοκιμών σε εξωτερικούς χώρους κατά της μόλυνσης από άμμο και σκόνη, εφαρμόζοντας λεπτομερείς τεχνικές χαρακτηρισμού λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες που προκύπτουν.
Στο άρθρο, «Χαρακτηρισμός της ρύπανσης της επιφάνειας του γυαλιού και η επίδρασή του στην οπτική και ηλιακή φωτοβολταϊκή απόδοση», που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Renewable Energy, ο Markides και οι συνεργάτες του εξηγούν ότι τα δείγματα δοκιμής παρήχθησαν από το δοκίμιο Made of iron glass. Στην ηλιακή βιομηχανία, αυτά τα κουπόνια χρησιμοποιούνται συχνά για να εγκλωβίσουν το ανώτερο στρώμα των φωτοβολταϊκών μονάδων. Συνέλεξαν δείγματα γυαλιού στο τέλος κάθε μήνα το 2021, κάνοντας διάκριση μεταξύ εποχής βροχών και ξηρής περιόδου. Κατά τη διάρκεια κάθε περιόδου συλλογής, οι ερευνητές συνέλεξαν τέσσερα δείγματα σε γωνίες κλίσης 0, 23, 45 και 90 μοιρών.
Στη συνέχεια έστειλαν τα δείγματα στο Λονδίνο για δοκιμή διαπερατότητας φωτός. Η ανάλυση δείχνει ότι η σχετική διαπερατότητα των οριζόντιων δειγμάτων μειώνεται κατά 65% την περίοδο των βροχών, 68% την περίοδο ξηρασίας και 64% όλο το χρόνο.
Η ερευνητική ομάδα πρόσθεσε: "Σε σύγκριση, η σχετική διαπερατότητα του κάθετου δοκιμίου μειώθηκε κατά 34%, 19% και 31% αντίστοιχα. Ο μέσος όρος του υγρού δοκιμίου, του ξηρού δοκιμίου και του δοκιμίου ενός έτους σε τρεις διαφορετικές κλίση γωνίες Η σχετική διαπερατότητα μειώνεται κατά 44%, 49% και 42% αντίστοιχα."
Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, οι ερευνητές υπολόγισαν τις αναμενόμενες απώλειες ισχύος των μονοκρυσταλλικών φωτοβολταϊκών μονάδων υπό τυπικές συνθήκες δοκιμής, δηλαδή μια ένταση ακτινοβολίας 1000 W/m2 και μια θερμοκρασία 25 βαθμών Κελσίου.
Πρόσθεσαν: "Οι μειώσεις της σχετικής διαπερατότητας που μετρήθηκαν χρησιμοποιώντας οριζόντια δείγματα υγρής περιόδου, ξηρής περιόδου και όλο το χρόνο αντιστοιχούν στο 67%, 70% και 66% των προβλεπόμενων σχετικών μειώσεων στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αντίστοιχα. Εκτιμάται σε τοπική γωνία κλίσης 23 μοίρες, μηνιαία Η σχετική απώλεια μετάδοσης είναι περίπου 30%, με αποτέλεσμα τη μείωση περίπου 30% της αντίστοιχης σχετικής φωτοβολταϊκής ισχύος στο χώρο μελέτης κάθε μήνα."
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ και ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για να αναλύσουν τα χαρακτηριστικά των σωματιδίων του εδάφους. Δεδομένου ότι όλα τα δείγματα γυαλιού ελήφθησαν από το ίδιο μέρος, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι η βρωμιά τους είχε ακριβώς τα ίδια χαρακτηριστικά υλικού. Ως εκ τούτου, ανέλυσαν μόνο οριζόντια δείγματα γυαλιού κατά τη διάρκεια της υγρής και ξηρής περιόδου και όλο το χρόνο.
Τόνισαν: «Τα αποτελέσματα περίθλασης ακτίνων Χ (XRD) δείχνουν ότι τα δοκίμια ρύπανσης άμμου και σκόνης όλο το χρόνο περιέχουν μια ποικιλία ορυκτών, όπως πυρίτιο, ανθρακικό ασβέστιο, ανθρακικό ασβέστιο μαγνήσιο, διοξείδιο του τιτανίου, καρβίδιο του σιδήρου και πυριτικό αλουμίνιο. Κατανομή στοιχείων Το σχήμα υπογραμμίζει τις ενώσεις που αναφέρονται από την ανάλυση XRD. Το πιο κυρίαρχο στοιχείο είναι το πυρίτιο (Si), τα υπόλοιπα στοιχεία περιλαμβάνουν άνθρακα (C), οξυγόνο (O), νάτριο (Na), μαγνήσιο (Mg), αλουμίνιο (Al), ασβέστιο (Ca) και σίδηρος (Fe).»
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι τα δείγματα της ξηρής περιόδου είχαν περισσότερα σωματίδια PM10 από τα δείγματα της περιόδου των βροχών. Τα PM10 είναι εισπνεύσιμα σωματίδια με διάμετρο μικρότερη από 10 μικρά. «Η μελέτη καταδεικνύει επίσης ότι οι περιοδικές βροχοπτώσεις μπορούν φυσικά να ξεπλύνουν τα συσσωρευμένα μεγάλα σωματίδια, αλλά όχι τα μικρά σωματίδια», εξηγούν στο έγγραφο.