Kesan habuk pada sistem PV di persekitaran pantai yang gersang

Pasukan penyelidikan yang diketuai oleh Imam Abdulrahman Bin Faisal University Arab Saudi telah menjalankan kajian eksperimen tentang bagaimana komposisi debu yang berbeza mempengaruhi prestasi fotovoltaik. Kajian ini mengkaji empat jenis habuk - montmorillonite, kaolinite, bentonit, dan debu semula jadi - pada panel solar yang beroperasi di persekitaran pantai yang gersang.

"Penemuan kajian ini memegang implikasi praktikal untuk mengoptimumkan penyelenggaraan PV di kawasan pantai yang gersang," kata kumpulan itu. "Dengan menghubungkan komposisi habuk kepada mekanisme degradasi, pihak berkepentingan dapat mengutamakan jadual pembersihan atau memilih salutan yang disesuaikan dengan mineral yang dominan. Sebagai contoh, lapisan hidrofobik dapat mengurangkan kelembapan {{2} bahan. "

Eksperimen -eksperimen ini dijalankan di Jubail, sebuah bandar di Pantai Teluk Parsi Arab Saudi, diklasifikasikan sebagai BWH (Gurun Panas) di bawah Sistem Iklim Köppen. Panel PV polikristalin 20 W digunakan untuk ujian prestasi luaran antara 9-29 September, 2025.

Tanah liat Montmorillonite, Kaolinite, dan Bentonite diperolehi sebagai serbuk mineral komersial dan disaring kepada kurang daripada 45 μm. Sampel habuk semulajadi dikumpulkan secara manual dari permukaan kaca yang terdedah kepada keadaan ambien di Jubail. Pemendapan habuk dilakukan dalam tujuh peringkat, bermula dengan ketumpatan permukaan sekitar 1.0 g/m² dan meningkat secara bertahap hingga kira -kira 7.0 g/m². Pengukuran telah diambil selepas setiap peringkat pemendapan.

"Analisis Mineralogi melalui Sem - EDX mendedahkan profil komposisi yang berbeza yang secara langsung berkorelasi dengan corak degradasi prestasi," kata ahli akademik. "Debu semulajadi, yang dicirikan oleh silika tinggi (25.37%) dan kandungan kalsium oksida (30.52%), muncul sebagai bahan pencemar yang paling merugikan, mendorong kehilangan kuasa 48%pada ketumpatan pemendapan 6 g/ m2 melalui penyebaran cahaya gabungan dan penyemakan hygroscopic."

Kalsium - Debu yang kaya didapati sangat bermasalah dalam keadaan pesisir, di mana kelembapan tinggi (40-65% kelembapan relatif) mengubah partikel longgar menjadi lapisan berpegang teguh kepada mekanisme pembersihan semulajadi. Sebaliknya, kandungan besi tinggi Montmorillonite (62.67%) menyumbang kepada kemerosotan haba, meningkatkan suhu permukaan panel kepada 40.4 C dan mengurangkan voltan litar terbuka -.

"Kelembapan muncul sebagai faktor penguatan kritikal dan bukannya tekanan bebas, mengurangkan kecekapan sebanyak 15-30% apabila kelembapan relatif melebihi 60%. Ambang ini menandakan peralihan dari soiling yang boleh diterbalikkan ke lekatan yang disusun, di mana daya kapilari mengikat zarah debu ke permukaan PV dengan kekuatan yang cukup untuk menahan angin {} "Analisis diurnal mendedahkan bahawa penjanaan kuasa yang optimum berlaku semasa jam kelembapan pagi - (8: 00-11: 30 pagi, kecekapan 12-13 %), manakala tempoh petang mengalami kerugian 20-25 %."

Pasukan ini juga mendapati bahawa pencemaran partikel dengan ketara mempengaruhi kemerosotan prestasi, dengan indeks kualiti udara (AQI) menunjukkan korelasi negatif yang lebih kuat dengan kecekapan daripada kelembapan sahaja. "Pada tahap AQI melebihi 160, kesan gabungan penyebaran cahaya oleh aerosol udara dan permukaan soiling mengurangkan kecekapan penukaran di bawah 10%, walaupun di bawah kepadatan pemendapan habuk sederhana (3-4 g/m2)," mereka menyimpulkan.

Penemuan mereka boleh didapati dalam "kajian eksperimen dan pemodelan kesan komposisi habuk terhadap prestasi fotovoltaik dalam persekitaran pantai yang gersang," yang diterbitkan dalam Journal of Bahan Penyelidikan dan Teknologi. Para saintis dari Imam Arab Saudi Abdulrahman bin Faisal University, Pihak Berkuasa Tenaga Atom Mesir, dan Universiti Ain Shams Mesir telah mengambil bahagian dalam kajian ini.