Naukowcy przetestowali ciekawy sposób na usuwanie kurzu z paneli PV

Zespół badaczy z Jordanii sprawdził niekonwencjonalną technikę zapobiegania osadzaniu się kurzu na modułach fotowoltaicznych. Rozwiązanie bazuje na wykorzystaniu zjawiska elektrostatycznego i zostało porównane z innymi metodami czyszczenia.  

Zabrudzenia modułów fotowoltaicznych to powszechne zjawisko, które obniża wydajność instalacji. W rejonach, w których zapylenie jest duże, a deszcze występują rzadko, wydajność w skali roku może spaść nawet o kilkanaście procent.

Zespół naukowców z Jordanii postanowił wykorzystać do obniżenia ilości kurzu osadzającego się na powierzchniach modułów PV zjawisko elektrostatyczne.

REKLAMA

Elektrostatyka na pomoc

Jak twierdzą badacze, szkło wykorzystywane przy produkcji modułów nominalnie jest elektrycznie zrównoważone, tj. zawiera taką samą liczbę jonów dodatnich i jonów ujemnych. Jednakże oddziaływania środowiskowe, np. kontakt z innymi substancjami stałymi czy tarcie wywołane przemieszczającym się powietrzem, destabilizuję tę równowagę jonową, przyczyniając się do redukcji stanu neutralnego (zrównoważonego). Ta różnica potencjałów sprawia, że zabrudzenia i cząstki kurzu chętniej przylegają do powierzchni modułu, co zwiększa jego zabrudzenie i obniża wydajność.

W ramach testów naukowcy wykorzystali jonizator elektrostatyczny, za pomocą którego tworzy się pole elektrostatyczne w postaci „elektrostatycznej mgły”. Pozwala ona przywrócić stan równowagi i zmniejszyć przyciąganie cząstek kurzu. W eksperymencie użyty został jonizator brytyjskiego producenta Exair.

Badania porównawcze

Czyszczenie za pomocą jonizatora porównano z myciem ręcznym (referencyjne), naturalnym (warunki atmosferyczne) oraz myciem przy wykorzystaniu specjalnej nanopowłoki, która ma również zapobiegać osadzaniu się kurzu.

REKLAMA

W celu porównania przygotowano cztery moduły PV, każdy o mocy 250 W, i zamontowano je pod kątem 25 stopni każdy, aby ujednolicić warunki testu. W przypadku czyszczenia za pomocą jonizatora urządzenie to znajdowało się około 20 cm od modułu PV.

Pierwsze wyniki po dwóch tygodniach wykazały, że moduł, który był czyszczony naturalnie (warunki atmosferyczne), odnotował 5,93 proc. utraty energii. Czyszczenie z wykorzystaniem jonizatora pozwoliło zredukować straty energii o 4,56 proc. Wykorzystanie nanopowłoki obniżyło utratę uzysków do 2,33 proc.

Duże projekty mogą skorzystać

Chociaż wykorzystanie nanopowłoki dało lepszy efekt niż jonizator (mniejsze straty w uzyskach energii), to naukowcy podkreślają, że wykorzystanie zjawiska elektrostatycznego w procesie czyszczenia modułów PV nadal może być opłacalne przy dużych projektach, o skali gigawatów. Ponadto wskazują, że wykorzystanie nanopowłok może być problematyczne w ciepłym klimacie, w którym powłoka narażona jest na szybsze wysychanie, a więc trzeba ją częściej nakładać na moduły (nawet co dwa tygodnie), co generuje dodatkowe okresowe koszty.

Badacze z Jordanii podkreślają również, że aparat elektrostatyczny można jeszcze udoskonalić i podnieść jego wydajność w oczyszczaniu modułów PV. Wyniki swoich badań opisali w artykule opublikowanym w czasopiśmie „Cleaner Engineering and Technology”.