Ερευνητές μελέτησαν την επίδραση της συσσώρευσης σκόνης στην απόδοση των φωτοβολταϊκών συστημάτων σε δύο κλιματικές περιοχές του Πακιστάν. Ακαδημαϊκοί από το Εθνικό Πανεπιστήμιο Επιστημών και Τεχνολογίας του Πακιστάν (NUST) και το Ισλαμικό Πανεπιστήμιο του Bahawalpur, καθώς και από το Πανεπιστήμιο Warwick του Ηνωμένου Βασιλείου συμμετείχαν στην έρευνα δημιουργώντας μια εγκατάσταση στην ταράτσα ενός κτιρίου στην πρωτεύουσα του Πακιστάν, Ισλαμαμπάντ, και μια άλλη στη νότια πόλη Bahawalpur. Ποσοτικοποίησαν την ακριβή ποσότητα της πυκνότητας σκόνης στα πάνελ και ανέλυσαν τη σύνθεση και το μέγεθος των σωματιδίων.
«Το κλίμα του Ισλαμαμπάντ είναι καθαρό, ευχάριστο και ζεστό με μέση ετήσια θερμοκρασία 20,3 C. Ακόμη και ο πιο ξηρός μήνας περιέχει πολλές βροχοπτώσεις, οι οποίες βοηθούν στον καθαρισμό των φωτοβολταϊκών μονάδων», είπαν. «Το Bahawalpur βρίσκεται σε μια έρημη περιοχή με ξηρό κλίμα με σχεδόν καθόλου βροχοπτώσεις, αλλά με συχνούς ανέμους και καταιγίδες σκόνης με μέση ετήσια θερμοκρασία 26,1 C».
Ο τρόπος μελέτης
Οι ρυθμίσεις αποτελούνταν από πολυκρυσταλλικές μονάδες 40 W και πάνελ αναφοράς που διατηρούνταν συνεχώς καθαρά. Όλες οι μονάδες τοποθετήθηκαν σε μεταλλικές βάσεις με σταθερή γωνία κλίσης 34 μοιρών με νότιο προσανατολισμό. Η ερευνητική ομάδα συνέλεξε δεδομένα παγκόσμιας ηλιακής ακτινοβολίας καθώς και την τάση και το ρεύμα κάθε μονάδας. Προσάρμοσαν φύλλα γυαλιού στις φωτοβολταϊκές μονάδες για τη συλλογή σκόνης και την ανάλυση των ιδιοτήτων της.«Μετά από έξι εβδομάδες ατμοσφαιρικής έκθεσης, οι μονάδες με σκόνη εμφάνισαν σημαντικά μικρότερη απόδοση ως συνάρτηση των διαφορετικών πυκνοτήτων σκόνης στις δύο περιοχές», σημείωσαν.
Η συνολική σκόνη που συσσωρεύτηκε στο Ισλαμαμπάντ ήταν 6,388 g/m2, με ημερήσιο μέσο όρο 0,152 g/m2. Στο Bahawalpur, η συνολική συσσώρευση σκόνης ήταν 10,254 g/m2 και ο ημερήσιος μέσος όρος ήταν 0,244 g/m2. Η ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) έδειξε ότι και στις δύο πόλεις τα σωματίδια είχαν διαφορετικά μεγέθη, ασύμμετρα σχήματα και ανομοιόμορφη διάταξη.
«Στο δείγμα σκόνης που συλλέχθηκε από το Ισλαμαμπάντ, κυριαρχεί ο άνθρακας με 55,8% σύνθεση ακολουθούμενο από οξυγόνο, πυρίτιο και ασβέστιο με 22,71%, 9,78% και 3,85% σύνθεση αντίστοιχα. Το αλουμίνιο, ο σίδηρος, το κάλιο, το μαγνήσιο και το νάτριο βρίσκονται επίσης σε σημαντικά λιγότερες ποσότητες», ανέφερε η ομάδα. «Στο δείγμα σκόνης που συλλέχθηκε από το Bahawalpur, το οξυγόνο οδηγεί σε σύνθεση 46,9% ακολουθούμενη από άνθρακα, πυρίτιο και αλουμίνιο με συνθέσεις 20,11%, 16,98% και 4,26% αντίστοιχα.
Συγκρίνοντας τις βρώμικες και καθαρές μονάδες σε κάθε πόλη, οι ερευνητές εντόπισαν μείωση της ισχύος εξόδου κατά 15,08% στο Ισλαμαμπάντ και 25,42% μείωση στην ισχύ εξόδου στο Μπαχαβαλπούρ. Οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μειωμένη απόδοση οφειλόταν όχι μόνο στο γεγονός ότι η σκόνη μειώνει την απορρόφηση του ηλιακού φωτός μέσω του λεγόμενου φαινομένου θωράκισης αλλά και στο φαινόμενο της θερμοκρασίας σκόνης. Το τελευταίο συμβαίνει επειδή η σκόνη στη φωτοβολταϊκή μονάδα προκαλεί αλλαγή στη μορφή μεταφοράς θερμότητας και οδηγεί στο σχηματισμό εστιών.
