Влияние пыли на температуру и производительность фотоэлектрического модуля

Группа международных исследователей изучила, как накопление пыли влияет на эффективность солнечных батарей в двух разных климатических зонах Пакистана. Они тщательно измеряли накопление пыли на панелях, исследуя ее состав и размеры частиц.

В Исламабаде, столице Пакистана, установили установку на крыше здания. В Исламабаде чистый, теплый климат со средней годовой температурой 20,3°C и регулярными осадками, которые помогают поддерживать чистоту солнечных батарей. И наоборот, в Бахавалпуре, южном городе, расположенном в пустынной местности, климат сухой, с небольшим количеством осадков, но частыми ветрами и пыльными бурями, со средней температурой 26,1°C.

В эксперименте использовались поликристаллические панели мощностью 40 Вт, включая эталонные панели, которые подвергались регулярной очистке. Все панели были обращены на юг и закреплены под наклоном 34 градуса на металлических стойках.

Исследователи собрали данные о солнечном излучении, а также напряжении и токе от каждой панели. К модулям также прикрепили листы стекла для сбора и анализа пыли.

Через шесть недель они заметили заметное снижение эффективности из-за различной плотности пыли в Исламабаде и Бахавалпуре. Накопление пыли составило 6,388 г/м2 (среднесуточное 0,152 г/м2) в Исламабаде и 10,254 г/м2 (среднесуточное 0,244 г/м2) в Бахавалпуре. СЭМ-анализ показал, что частицы пыли в обоих городах различаются по размеру, форме и расположению.

Пыль из Исламабада в основном состояла из углерода (55,8%), за которым следовали кислород, кремний и кальций. Другие элементы, такие как алюминий, железо, калий, магний и натрий, содержались в меньших количествах. В Бахавалпуре преобладающим компонентом был кислород (46,9%), также в значительной степени присутствовали углерод, кремний и алюминий.

Сравнивая чистые и пыльные модули, исследователи обнаружили снижение выходной мощности на 15,08 % в Исламабаде и на 25,42 % в Бахавалпуре.

Они пришли к выводу, что снижение мощности произошло из-за экранирующего эффекта пыли, блокирующей солнечный свет, и явления «температуры пыли». Этот эффект вызван изменением передачи тепла на панелях пылью, что приводит к образованию горячих точек.