Uma equipa de investigação europeia investigou o impacto da poluição por areia e poeira nos módulos fotovoltaicos em Omã. Eles coletaram 60 amostras em diferentes estações, meses e ângulos de inclinação.
Cientistas do Imperial College London e do Karlsruhe Institute of Technology investigaram os efeitos da poluição por areia e poeira nas superfícies de vidro dos módulos solares em Omã. Metade de Omã é deserto.
Eles estudaram o impacto da poluição por areia e poeira no desempenho de energia óptica e elétrica de painéis fotovoltaicos. O coautor do estudo, Christos Markides, disse aos repórteres: "Também conduzimos uma análise econômica da poluição por poeira, mas ela ainda não foi publicada. Os resultados mostram que as perdas econômicas são altamente dependentes da localização específica."
O estudo foi baseado em 60 amostras coletadas em uma estação de tratamento de esgoto em Mascate, capital de Omã.
O documento afirma: "Estimar a geração de energia de instalações fotovoltaicas reais continua a ser um desafio, pois as perdas por poluição por poeira podem ser super/subestimadas. As perdas por poluição por poeira dependem fortemente do tamanho das partículas, forma e espectros associados, o que pode ter um impacto significativo no desempenho da energia fotovoltaica Neste artigo apresentamos os resultados de uma extensa campanha de testes experimentais ao ar livre contra contaminação por areia e poeira, aplicando técnicas de caracterização detalhadas e levando em consideração as perdas resultantes."
No artigo “Caracterização da incrustação da superfície do vidro e seu impacto no desempenho óptico e solar fotovoltaico”, publicado recentemente na revista Renewable Energy, Markides e colegas explicam que as amostras de teste foram produzidas por peça de teste feita de vidro de ferro. Na indústria solar, esses cupons são frequentemente usados para encapsular a camada superior dos módulos fotovoltaicos. Eles coletaram amostras de vidro no final de cada mês de 2021, distinguindo entre estação chuvosa e estação seca. Durante cada período de coleta, os pesquisadores coletaram quatro amostras em ângulos de inclinação de 0, 23, 45 e 90 graus.
Eles então enviaram as amostras para Londres para testes de transmitância de luz. A análise mostra que a transmitância relativa das amostras horizontais diminui 65% na estação chuvosa, 68% na estação seca e 64% durante todo o ano.
A equipe de pesquisa acrescentou: "Em comparação, a transmitância relativa da peça de teste vertical diminuiu 34%, 19% e 31%, respectivamente. A média da peça de teste úmida, da peça de teste seca e da peça de teste de um ano em três inclinações diferentes ângulos A transmitância relativa é reduzida em 44%, 49% e 42%, respectivamente."
Com base nestes resultados, os investigadores calcularam as perdas de energia esperadas dos módulos fotovoltaicos monocristalinos sob condições de teste padrão, nomeadamente uma intensidade de radiação de 1000 W/m2 e uma temperatura de 25 graus Celsius.
Eles acrescentaram: "As diminuições relativas de transmitância medidas usando amostras horizontais da estação chuvosa, estação seca e durante todo o ano correspondem a 67%, 70% e 66% das reduções relativas previstas na geração de energia, respectivamente. Estimado em um ângulo de inclinação local de 23 graus, mensalmente A perda de transmitância relativa é de aproximadamente 30%, resultando em uma diminuição de aproximadamente 30% na energia fotovoltaica relativa equivalente no local de estudo a cada mês."
Os cientistas então usaram microscopia eletrônica e de raios X para analisar as características das partículas do solo. Como todas as amostras de vidro foram retiradas do mesmo local, os cientistas presumiram que a sujeira tinha exatamente as mesmas características do material. Portanto, eles analisaram apenas amostras de vidro horizontais durante as estações chuvosa e seca e durante todo o ano.
Eles enfatizaram: "Os resultados da difração de raios X (XRD) mostram que as peças de teste de poluição por areia e poeira durante todo o ano contêm uma variedade de minerais, como sílica, carbonato de cálcio, carbonato de cálcio e magnésio, dióxido de titânio, carboneto de ferro e silicato de alumínio. Distribuição de elementos A figura destaca os compostos relatados pela análise de XRD. O elemento mais dominante é o silício (Si), os elementos restantes incluem carbono (C), oxigênio (O), sódio (Na), magnésio (Mg), alumínio (Al), cálcio (Ca) e ferro (Fe)."
Os pesquisadores também descobriram que as amostras da estação seca tinham mais partículas PM10 do que as amostras da estação chuvosa. PM10 são partículas inaláveis com menos de 10 mícrons de diâmetro. “O estudo também demonstra que chuvas periódicas podem naturalmente remover partículas grandes acumuladas, mas não partículas pequenas”, explicam no artigo.