塵埃が PV モジュールの温度と性能に及ぼす影響

国際研究者チームは、パキスタンの 2 つの異なる気候帯で塵の蓄積がソーラー パネルの効率にどのような影響を与えるかを調査しました。彼らはパネル上の粉塵の蓄積を注意深く測定し、その組成と粒子サイズを調べました。

パキスタンの首都イスラマバードでは、建物の屋上にセットアップが設置されました。イスラマバードは、年間平均気温 20.3 度の清潔で温暖な気候に恵まれ、定期的に降雨があるため、ソーラー パネルを清潔に保つことができます。逆に、砂漠地帯に位置する南部の都市バハーワルプールでは、気候は乾燥しており、降水量はほとんどありませんが、風と砂嵐が頻繁に発生し、平均気温は 26.1 °C です。

実験では、定期的に洗浄された参照パネルを含む 40 W の多結晶パネルを使用しました。すべてのパネルは南向きで、金属スタンドに 34 度の傾きで固定されました。

研究者らは、太陽放射と各パネルからの電圧と電流に関するデータを収集しました。また、粉塵を収集して分析するためにモジュールにガラス シートを取り付けました。

6 週間後、イスラマバードとバハーワルプールでは塵の密度が異なるため、効率が顕著に低下していることが観察されました。粉塵の蓄積量は、イスラマバードでは 6.388 g/m2 (日平均 0.152 g/m2)、バハーワルプルでは 10.254 g/m2 (日平均 0.244 g/m2) でした。 SEM 分析により、両方の都市の塵粒子のサイズ、形状、配置が異なることが明らかになりました。

イスラマバードの粉塵は主に炭素 (55.8%) で構成され、次に酸素、ケイ素、カルシウムが続きました。アルミニウム、鉄、カリウム、マグネシウム、ナトリウムなどの他の元素も少量でした。 Bahawalpur では、酸素が主な成分 (46.9%) であり、炭素、シリコン、アルミニウムも多く含まれていました。

研究者らは、きれいなモジュールとほこりの多いモジュールを比較したところ、イスラマバードでは出力が 15.08% 減少し、バハーワルプルでは 25.42% 減少したことを発見しました。

彼らは、出力の低下は太陽光を遮る塵による遮蔽効果と「塵の温度」現象によるものであると結論付けました。この影響は、ほこりによってパネル上の熱伝達が変化し、ホットスポットが発生することによって引き起こされます。