Jakie wnioski wynikają z wyników badań?

Szacuje się, że zanieczyszczenie pyłem i cząstkami stałymi gromadzącymi się na powierzchni modułu może zmniejszać wydajność instalacji fotowoltaicznej nawet o 40%. Odnosząc się do Indii, a dokładnie do stanu Gujarat dla którego prowadzono analizy oszacowano, że straty spowodowane zanieczyszczeniem modułów mogą wynieść tam nawet 12 milionów dolarów rocznie.

I chociaż istnieją skuteczne rozwiązania w postaci powłok przeciwzabrudzeniowych do szkła modułowego i różnych rozwiązań do czyszczenia modułów, cała branża może nadal wiele zyskać przy głębszym zrozumieniu mechanizmów działających przy zabrudzeniach.

Naukowcy z Duke University w Stanach Zjednoczonych, współpracujący z Indian Institute of Technology (IIT), przeprowadzili niedawno badanie terenowe, aby wyjaśnić niektóre mniej zbadane aspekty zabrudzeń modułów, w tym źródła i właściwości pyłu oraz wpływ warunków atmosferycznych np. wilgoci, na zabrudzenie modułów.

Jak badano charakter zabrudzeń na modułach PV?

Na dachu kampusu IIT w Gandhinagar, stolicy stanu Gujarat, grupa zainstalowała sprzęt do monitorowania i pobierania próbek na okres pięciu miesięcy od września 2018 r. do stycznia 2019 r. Ustawiono dwa polikrystaliczne moduły o mocy 50 W skierowane na południe, z których jeden każdej nocy był czyszczony jako moduł referencyjny. Grupa mierzyła moc modułu, temperaturę i prąd zwarciowy, a także warunki pogodowe w pięciominutowych odstępach. Co trzy tygodnie pobierali również próbki kurzu, który zbierał się na powierzchni nieczyszczonego modułu.

Badanie wykazało, że cząstki o wielkości poniżej 5 mikrometrów odpowiadały za ok 50% strat powodowanych przez zabrudzenia, a jednocześnie stanowiły mniej niż 10% całkowitej masy cząstek. Ulewny deszcz (ponad 8 mm na godzinę) skutkował zmniejszeniem zabrudzenia modułów, za to lekki deszcz i wysoka wilgotność powodowały pogorszenie stanu zabrudzenia.

Grupa opracowała również nową metodę szacowania stopnia zabrudzenia przy użyciu mikroskopu i kamery do codziennego wykonywania zdjęć osadzonych cząstek. Zdjęcia wykonano w nocy, kiedy można było użyć sztucznego źródła światła do oświetlenia cząstek na tle ciemnego nieba. Grupa twierdzi, że ten sposób umożliwił im oszacowanie stopnia zabrudzenia z dokładnością do 1% i może zostać wdrożony jako tanie rozwiązanie w terenie.

Na czym powinny skupiać się metody czyszczenia modułów?

W badaniu stwierdzono, że metody czyszczenia modułów powinny koncentrować się na usuwaniu cząstek o wymiarach poniżej 5 mikrometrów, wtedy będą najbardziej skuteczne.

Stwierdzono również, że pomiar wilgotności względnej mógłby być lepszym wskaźnikiem zanieczyszczenia niż cząstki stałe unoszące się w powietrzu, a całkowita produkcja energii słonecznej mogłaby znacznie skorzystać na czystszym i bardziej przejrzystym powietrzu.

Opracowano na podstawie pv-magazine.com

Redakcja GLOBEnergia