欧洲研究小组调查沙尘污染对阿曼光伏组件的影响

12 个玻璃样品。 图片：伦敦帝国理工学院，可再生能源，知识共享许可证 4.0

来自伦敦帝国理工学院和卡尔斯鲁厄理工学院的科学家研究了沙尘污染对阿曼太阳能组件玻璃表面的影响。 阿曼的一半是沙漠。

他们研究了沙尘污染对光伏电池板光电性能的影响。 研究报告的共同作者告诉记者：“我们还对粉尘污染进行了经济分析，但尚未发表。” “结果表明，经济损失具有高度地域性。”

该研究基于从阿曼首都马斯喀特的一个污水处理站采集的 60 个样本。

该论文指出：“估计实际光伏装置的发电量仍然具有挑战性，因为灰尘污染损失可能被高估/低估。 粉尘污染损失很大程度上取决于颗粒尺寸、形状和相关光谱，这会对光伏板的性能产生重大影响。 在本文中，我们介绍了针对沙尘污染的广泛户外实验测试活动的结果，应用了详细的表征技术，同时考虑了由此产生的损失。 ”

在最近发表在《可再生能源》杂志上的论文《玻璃表面污垢的表征及其对光学和太阳能光伏性能的影响》中，同事们解释说，测试样品是由低铁玻璃测试件制成的。 在太阳能行业中，这些优惠券通常用于封装光伏模块的顶层。 他们在 2021 年每个月月底收集玻璃样本，区分雨季和旱季。 在每个收集期间，研究人员以0度、23度、45度和90度的倾斜角度收集了四个样本。

然后他们将样品送往伦敦进行透光率测试。 分析表明，水平样品的相对透过率在雨季下降65%，在旱季下降68%，全年下降64%。

研究团队补充道：“相比之下，垂直测试片的相对透过率分别下降了34%、19%和31%。湿测试片、干测试片和一年测试片在三种不同倾斜度下的平均值角度相对透过率分别降低44%、49%和42%。

垃圾处理站。 图片：伦敦帝国理工学院，可再生能源，知识共享许可证 4.0

根据这些结果，研究人员计算了单晶光伏组件在标准测试条件下的预期功率损耗，即辐射强度为1000 W/m2、温度为25摄氏度。

他们补充道：“使用雨季、旱季和全年水平样本测量的相对透射率下降分别对应于预测发电量相对下降的 67%、70% 和 66%。在局部倾斜角为 23° 时估计度，每月相对透射率损失约为 30%，导致研究地点每月的等效相对光伏发电量减少约 30%。”

然后，科学家们使用 X 射线和电子显微镜来分析土壤颗粒的特征。 由于所有玻璃样本均取自同一地点，科学家们认为它们的污垢具有完全相同的材料特性。 因此，他们只分析了干湿季节和全年的水平玻璃样本。

他们强调：“X射线衍射（XRD）结果显示，常年沙尘污染试件中含有多种矿物质，如二氧化硅、碳酸钙、碳酸钙镁、二氧化钛、碳化铁和硅酸铝等。元素分布图突出显示了 XRD 分析报告的化合物。最主要的元素是硅 (Si)，其余元素包括碳 (C)、氧 (O)、钠 (Na)、镁 (Mg)、铝 (Al)、钙（Ca）和铁（Fe）。”

研究人员还发现，旱季样本比雨季样本含有更多的 PM10 颗粒。 PM10是直径小于10微米的可吸入颗粒物。 他们在论文中解释说：“研究还表明，周期性降雨可以自然地冲走积累的大颗粒，但不能冲走小颗粒。”