Πως επηρεάζει η σκόνη την απόδοση των φωτοβολταϊκών
Η Σημασία της Έρευνας στη Φωτοβολταϊκή Τεχνολογία
Στο προσκήνιο της επιστημονικής κοινότητας, βρίσκεται η έρευνα που εστιάζει στη σκόνη και την επίδρασή της στην απόδοση των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Ερευνητές από Πανεπιστήμιο της Γερμανίας αναλύουν πώς διαφορετικοί τύποι σκόνης επηρεάζουν τη διαπερατότητα του ηλιακού φωτός και, κατά συνέπεια, την απόδοση των φωτοβολταϊκών στοιχείων. Αξιοσημείωτο είναι ότι τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν δημοσιευθεί στο επιστημονικό περιοδικό “Progress in Photovoltaics”.
Διάφορες Προελεύσεις Σκόνης
Η μελέτη περιλάμβανε δείγματα σκόνης από διαφορετικές περιοχές, όπως η αστική περιοχή του Κατάρ, του Μαρόκου, καθώς και σκόνη από εργοστάσιο βιοκαυσίμων στην Ταϊλάνδη (σκόνη Thai 297) και αγροτικές καλλιέργειες καλαμποκιού της ίδιας περιοχής (σκόνη Thai 274). Οι επιστήμονες δήλωσαν: «Τα αποτελέσματα συνιστούν μια πηγή πολύτιμων πληροφοριών για την ανάλυση της ρύπανσης των επιφανειών».
Χημική Σύνθεση των Δειγμάτων Σκόνης
Η χημική σύνθεση των δειγμάτων σκόνης αποκάλυψε διαφορετικά ποσοστά χαλαζία και ασβεστίτη. Ειδικότερα, η σκόνη από το Μαρόκο και η Thai 297 παρουσίασαν περιεκτικότητα χαλαζία 43% και 35% αντίστοιχα, ενώ η σκόνη από το Κατάρ είχε μόλις 3%. Αντίθετα, η σκόνη Thai 274 περιείχε 85% χαλαζία. Υψηλότερη περιεκτικότητα σε ασβεστίτη παρατηρήθηκε στη σκόνη του Κατάρ, φτάνοντας το 59%.
Υγρασία και Ποιότητα της Σκόνης
Σημαντικά ευρήματα αφορούσαν και την περιεκτικότητα σε νερό των δειγμάτων. Στη σκόνη από το Κατάρ και το Μαρόκο, η υγρασία ήταν περίπου 3%, ενώ η Thai 274 είχε 3,8% και η Thai 297 6,7%. Η υγρασία μπορεί να επηρεάσει την προσκόλληση της σκόνης στις επιφάνειες των φωτοβολταϊκών πάνελ.
Εργαστηριακές Δοκιμές
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δύο ομάδες δειγμάτων: μη επικαλυμμένο ηλιακό γυαλί και μη επικαλυμμένα μικρο-φωτοβολταϊκά πάνελ. Σε κάθε δοκιμή εφαρμόστηκε διαφορετικός τύπος σκόνης για την προσομοίωση ρύπανσης. Τα δείγματα καθαρίστηκαν προσεκτικά με νερό, και οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν υπό ελεγχόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες: 60% σχετική υγρασία και 22°C θερμοκρασία.
Στρατηγική Εξέτασης των Δειγμάτων
Προκειμένου να ελεγχθούν οι επιδράσεις της σκόνης, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα κύκλο αέρα για να εκθέσουν τα δείγματα σε συνθήκες σημείου δροσιάς, πριν από τη θερμική επεξεργασία στους 40°C. Αυτή η διαδικασία προκαλούσε τη μείωση της αποδοτικότητας των φωτοβολταϊκών λόγω της “τσιμεντοποίησης” της σκόνης.
Μελέτη της Διαπερατότητας του Φωτός
Τα κυριότερα αποτελέσματα αφορούσαν την απώλεια στη διαπερατότητα του φωτός που προκλήθηκε από τη σκόνη. Τα μικρο-μοντέλα και τα ηλιακά γυαλιά δοκιμάστηκαν με κάλυψη σκόνης που κυμαινόταν από 4% έως 60%. Εντυπωσιακά, η σκόνη από το Κατάρ παρουσίασε τη μικρότερη απώλεια, ενώ η Thai 297 έδειξε τη μεγαλύτερη.
Ανάλυση των Απωλειών
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι οι απώλειες στο ρεύμα βραχυκύκλωσης συνδέονται με την κάλυψη της επιφάνειας. Η Thai 297 παρουσίασε τη μεγαλύτερη κλίση απώλειας ρεύματος βραχυκύκλωσης, ενώ η σκόνη από το Κατάρ εμφάνιζε την μικρότερη απώλεια.
Δυνατότητες Βελτίωσης των Φωτοβολταϊκών
Αυτές οι ανακαλύψεις μπορούν να συμβάλουν στην βελτίωση μαθηματικών μοντέλων για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης και της αποτελεσματικότητας των φωτοβολταϊκών συστημάτων, ειδικά σε άνυδρες ή ημιάνυδρες περιοχές.
Το Μέλλον της Έρευνας
Η επόμενη φάση αυτής της έρευνας μπορεί να εστιάσει σε άλλες περιβαλλοντικές παραμέτρους που επιδρούν στην απόδοση των φωτοβολταϊκών, όπως οι κλιματικές συνθήκες και οι διαφορετικοί τύποι ρύπανσης.
Συμπεράσματα
Η σκόνη, αν και συχνά υποτιμημένη, αποδεικνύεται καθοριστική για την απόδοση των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Τα ευρήματα της έρευνας αποτελούν ένα σημαντικό βήμα προς την κατεύθυνση της βελτίωσης των φωτοβολταϊκών τεχνολογιών, υπογραμμίζοντας τη σημασία της παρακολούθησης και διαχείρισης της ρύπανσης. Υπάρχει περιθώριο για ουσιαστική πρόοδο που θα ενισχύσει την αποδοτικότητα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο μέλλον.
