بررسی تجربی اثر رسوب آلودگی بر روی پنلهای فتوولتاییک در فضای باز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار دپارتمان مهندسی برق و کامپیوتر دانشکده شریعتی، دانشگاه فنی و حرفه‌ای، تهران، ایران

2 دانشجوی دپارتمان مهندسی برق دانشکده شریعتی ، دانشگاه فنی و حرفه‌ای ، تهران ، ایران

چکیده

برنامه‌ریزی جهت بهره ‌برداری بهینه از انرژی خورشیدی نیازمند ارزیابی سیستم‌های خورشیدی مخصوصا سیستم‌های فتوولتاییک در شهرهای مختلف کشور می‌باشد. سلول‌های فتوولتاییک تحت تأثیر عواملی از قبیل درجه حرارت بالا، نشست گردوغبار، اتلافات الکتریکی و طوفان‌های شدید می‌باشند.‌ وجود ریز گردها در آسمان ایران باعث رسوب گرد و غبار بر سطح پنل‌های فتوولتاییک می‌شود و راندمان پنل‌های فتوولتاییک را به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهد. در این پژوهش به عوامل طبیعی موثر بر عملکرد پنل‌های فتوولتاییک که عبارتند از شدت تابش نور خورشید، دما، رطوبت، جریان باد‌، برف و گردوغبار اشاره شده است. جهت تمیز کردن پنل‌های خورشیدی از هر نوع آلودگی، به چند نوع سیستم تمیز کننده خودکار اشاره شده است. آزمایشات تجربی جهت ارزیابی تاثیر گردو‌غبار بر پارامتر-های مهم پنل فتوولتاییک در فضای باز انجام شدند. نشست گردوغبار بر سطح پنل موجب کاهش 3% ولتاژ‌، 42%جریان‌، 46% توان و افزایش 3% دما پنل آلوده نسبت به پنل تمیز گردید. همچنین مقایسه‌ای بین پنل تمیز با پنل‌های آلوده به گردو غبار و شن و ماسه انجام گرفت که در نتیجه آن، میزان ولتاژ و جریان مربوط به پنل با ( gr)/m^2 10شن ‌و ‌ماسه به ترتیب2 % و 4% کاهش بیشتری نسبت به ولتاژ و جریان پنل با ( gr)/m^2 10گردو غبار داشته است. برای کاهش اثرات آلودگی و افزایش بازده باید پنل‌های فتوولتاییک به طور مرتب با استفاده از سیستم های تمیز کننده که نیاز به آب و نیروی انسانی را به حداقل برساند تمیز شو‌‌ند.

کلیدواژه‌ها


[1]    Modarres, R , “Regional maximum wind speed frequency analysis for the arid and semi-arid regions of Iran”, Journal of Arid Environments, July 2008,  2008, vol.72, pp.1329-42.
[2]    Yaping, S., KarlHeinz, W., Adrian, C., Huang, J., Lin, Z., & McTainsh, G, “An emerging core theme in Earth system science”, Aeolian Research, March 2011, vol.2, pp.181-204.
[3]   yingya chen, yanfeng liu, zhijun tian, yu Dong, yong zhou, xiaowen wang, Dengjia wang,” Experimental Study on the Effect of Dust Deposition on Photovoltaic Panels”, Publication of Energy Procedia ,February 2019, val. 158, pp 483–489.
[4] Vinay Gupta, Prateek Raj, Ankit Yadav, Peeyush Garg , Farhan Nizam,” Investigate the Effect of Dust Deposition on the Performance of Solar PV Module using LABVIEW based Data Logger”, IEEE International Conference on Power, Control, Signals and Instrumentation Engineering(ICPCSI), Chennai, India ,21-22 Sept. 2017, pp 742-747.
[5]  M. Saidan, A.G. Albaali, E. Alasis, J.K. Kaldellis, “Experimental study on the effect of dust deposition on solar photovoltaic panels in desert environment” , Renewable Energy, val.92, july 2016, pp499-505.
[6]  Miller J, Jackson J, “ Impact of Soiling and Pollution on PV Generation Performance”, Technical Memorandum by Sandia National Laboratories, San José Solar America;  October, 2009.
[7]  Hiroyuki Kawamotoa,∗, Bing Guob,” Improvement of an electrostatic cleaning system for removal of dust from solar panels”, Journal of Electrostatics, February 2018  , vol.91, Pages 28-33.
[8]    Ecoppia : le nettoyage sans eau des panneaux solaires via des robots… à énergie solaire - L’Atelier BNP Paribas". Available:https://atelier.bnpparibas/smartcity/article/ecoppia-nettoyage-eaupanneauxsolaires-viarobots-energie-solaire. Accessed  29 Marsh 2018.
[9] Monto Mani, and Rohit Pillai, “Impact of dust on solar photovoltaic (PV) performance: Research status, challenges and recommendations”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14 (2010), 3124 3131.   
[10]  م. محمدی زاده، "رفع اثر مخرب گرد و غبار از روی سلول های فوتووولتاییک در نیروگاه های خورشیدی نصب شده در شهرها و روستاهای بیابانی"، اولین کنگره بین المللی پژوهشهای علوم میان رشته ای در شهرسازی و معماری، تبریز، ایران، اردیبهشت 1396.
[11] Hiroyuki Kawamotoa, “Electrostatic cleaning equipment for dust removal from soiled solar panels”, Journal of Electrostatics, vol.98 . March 2019, Pages 11-16.
 
[12]  Patil P.A., Bagi J.S., Wagh M. M , “A Review on Cleaning        Mechanism of Solar Photovoltaic Panel” , International Conference on Energy, Communication, Data Analytics and Soft Computing ICECDS, Chennai, India, 1-2 Aug. 2017, pp.250-256.
[13] Abdelilah Said1, Soukaina Medaghri Alaoui1, Youssef Rouas1, Gauthier Dambrine2, Etienne Menard2, Jay Boardman2 and Abdelfettah Barhdadi1,” Innovative Low Cost Cleaning Technique for PV Modules on Solar Tracker”, 6th International Renewable and Sustainable Energy Conference (IRSEC), 5-8 December. 2018, Rabat, Morocco.