Indiase wetenschappers hebben een nieuw model ontwikkeld voor het voorspellen van vervuilingsverliezen in dubbelzijdige zonnepanelen

Onderzoekers van het Indian Institute of Engineering Science and Technology (IIEST Shibpur) hebben een nieuw, op fysica gebaseerd model ontwikkeld voor het schatten van de stofophoping op de voor- en achteroppervlakken van dubbelzijdige modules. "Dit model is ook toepasbaar op zowel dakfabrieken als commerciële fabrieken", aldus onderzoeker Saheli Sengupta. "In India is er nog geen grotere fabriek voor dubbelzijdige modules, dus we kunnen het model niet valideren op grotere apparaten. Dit is echter ons onderzoeksplan gericht op het uitvoeren van hetzelfde onderzoek op grote fabrieken uit India en het buitenland."

Modelprincipes

Het voorgestelde model houdt rekening met enkele invoerparameters, zoals de concentratie van deeltjes (PM), de kanteling van het paneel, de invalshoek van de zon, zonnestraling, albedo en specificaties van fotovoltaïsche modules. Er wordt ook rekening gehouden met weerparameters zoals windrichting, windsnelheid en omgevingstemperatuur.

Dit model berekent de stofophoping op het vooroppervlak van fotovoltaïsche modules door rekening te houden met sedimentatie-, rebound- en resuspensiefenomenen. Sedimentatie verwijst naar stof dat op de grond valt, rebound verwijst naar deeltjes die terug in de lucht stuiteren, en resuspensie verwijst naar bezinkende deeltjes die worden opgetild door mechanismen zoals wind en luchtturbulentie.

Vervolgens berekent het model de stofophoping op het oppervlak, waarbij rekening wordt gehouden met sedimentatie-, rebound- en resuspensiefenomenen. Er is rekening gehouden met verschillende soorten deeltjesafzetting op de achterkant, inclusief deeltjes die met de luchtstroom meebewegen en deeltjes die van het oppervlak worden opgetild. Daarna berekent het model de transmissie en evalueert het vermogen van het materiaal om licht door te laten op basis van eerdere resultaten. Het model bepaalt de energieopwekking van fotovoltaïsche energiecentrales door bundelstraling, diffuse straling en door de grond gereflecteerde straling op te tellen.

Observatieresultaten

De onderzoekers zeiden: "Volgens observaties is de oppervlaktedichtheid van stof op de achterkant van het glassubstraat 0,08 g/m2 na 34 dagen, 0,6 g/m2 na 79 dagen en 1,8 g/m2 na 2126 dagen, wat afwijkt van modelgebaseerde berekeningen met respectievelijk 10%, 33,33% en 4,4%." De oppervlaktedichtheid van stof dat zich ophoopt op het achteroppervlak van het glazen substraat is ongeveer 1/6 van die op het voorste glasoppervlak, wat ook door het model wordt gevalideerd. "Bovendien ontdekten wetenschappers dat de fout tussen de waargenomen gelijkstroomopwekking en de berekende gelijkstroomopwekking 5,6% aan de achterkant en 9,6% aan de voorkant bedraagt.

"Het is noodzakelijk om dit model te valideren in dubbelzijdige fabrieken met hoge capaciteit op verschillende locaties", concludeerden wetenschappers.