Rumuni zbadali wpływ zapylenia na wydajność fotowoltaiki
Celem badań naukowców z Uniwersytetu w Transylwanii było zbadanie wpływu nierównomiernego zapylenia na efektywność pracy modułów fotowoltaicznych. Redukcja wydajności okazała się znacząca, a – zdaniem naukowców – w dobie zmian klimatycznych coraz częściej możemy mieć do czynienia z tego typu problemami.
W swojej pracy badacze wskazują, że w związku ze zmieniającym się klimatem istnieje zwiększone prawdopodobieństwo podwyższania się średniej temperatury i zmniejszania częstotliwości opadów, a także coraz częstszego występowania burz piaskowych w rejonach, które są na nie narażone. Wszystko to będzie skutkować większym zapyleniem, które może wpływać na pracę paneli fotowoltaicznych.
Testy paneli fotowoltaicznych
Badania paneli PV przeprowadzono w dwóch środowiskach – laboratoryjnym i naturalnym. W obu przypadkach wykorzystano niewielkie moduły fotowoltaiczne wykonane z ogniw z krzemu amorficznego (a-Si), krzemu monokrystalicznego oraz krzemu polikrystalicznego.
Na każdej z prób za pomocą specjalnego sita osadzono nierównomierną warstwę pyłu zebranego z okolic miasta Braszów (miasto w środkowej części Rumunii, na Wyżynie Transylwańskiej). W kolejnym kroku wykonano pomiary m.in. temperatury przedniej i tylnej strony ogniwa, pomiar gęstości warstwy kurzu, a także poszczególnych parametrów elektrycznych w kierunku zbadania korelacji I-V (prądowo-napięciowej). Testy prowadzono przy różnym natężeniu promieniowania słonecznego: 800, 900 i 1000 W/m2 (w warunkach laboratoryjnych promieniowanie było symulowane). Wyniki badań porównywano z próbkami referencyjnymi, które pozbawione były warstwy pyłu.
Znaczący spadek wydajności
Rezultaty eksperymentów potwierdziły powszechne przypuszczenia. Badacze udowodnili, że osadzony na modułach fotowoltaicznych pył znacząco wpływa na korelację prądowo-napięciową urządzenia. Zauważono także zmiany w odczytach temperatur zarówno z tyłu, jak i z przodu ogniwa w zależności od tego, czy badana próba była zapylona, czy też nie.
Badacze potwierdzili, że eksperymenty wykonane na zewnątrz były bardziej zróżnicowane w porównaniu ze znormalizowanymi technikami laboratoryjnymi.
Wśród najważniejszych wniosków wskazano, że maksymalne straty w przypadku prądu zwarciowego (Isc) wyniosły 38,14 proc., a maksymalne straty mocy (Pmax) odnotowano na poziomie aż 45,35 proc. w testach przeprowadzonych na zewnątrz – i odpowiednio 33,38 proc. i 32,02 proc. w testach przeprowadzonych w pomieszczeniu laboratoryjnym. Wszystkie podane wartości odnoszą się do pomiarów wykonanych przy natężeniu promieniowania słonecznego o wartości 800 W/m2 dla ogniwa polikrystalicznego (poly-Si).
Dotychczasowe wyniki swoich badań naukowcy zaprezentowali w pracy „Dust impact on electrical and thermal photovoltaic performance: Insights from field and laboratory experiments” (Wpływ pyłu na wydajność elektryczną i termiczną fotowoltaiki: spostrzeżenia z eksperymentów terenowych i laboratoryjnych) opublikowanej w „Energy Reports”.
Więcej dowodów
Podobną tematyką zajęła się międzynarodowa grupa badaczy z pakistańskiego Narodowego Uniwersytetu Nauki i Technologii oraz brytyjskiego Uniwersytetu w Warwick. Naukowcy przeprowadzili testy mające sprawdzić wpływ zapylenia na pracę modułu. Pomiary wykonano w naturalnych warunkach dla pracujących modułów zlokalizowanych w dwóch odrębnych rejonach Pakistanu.
Po sześciu miesiącach zbierania danych i wykonaniu obliczeń badacze ocenili, że spadek mocy wyjściowej, w zależności od lokalizacji pracy modułu, a tym samym warunków pogodowych, wyniósł od 15,08 do 25,42 proc. Więcej na ten temat w artykule: Tak zapylenie wpływa na wydajność modułu fotowoltaicznego.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
