Forschende untersuchten den Einfluss von Staubablagerungen auf die Leistung von Photovoltaikanlagen in zwei Klimaregionen Pakistans. Akademiker der National University of Sciences and Technology in Pakistan (NUST) und der Islamia University of Bahawalpur sowie der University of Warwick im Vereinigten Königreich beteiligten sich an der Untersuchung. Dazu errichteten sie eine Anlage auf dem Dach eines Gebäudes in der pakistanischen Hauptstadt Islamabad und eine weitere in der südlichen Stadt Bahawalpur. Sie bestimmten die genaue Staubdichte auf den Modulen und analysierten die Zusammensetzung und Größe der Partikel.
„Das Klima in Islamabad ist sauber, angenehm und warm, mit einer durchschnittlichen Jahrestemperatur von 20,3 C. Selbst im trockensten Monat gibt es reichlich Niederschlag, der zur Reinigung der Photovoltaikmodule beiträgt“, erklärten sie. „Bahawalpur liegt in einer Wüstenregion mit trockenem Klima und nahezu keinen Niederschlägen, aber häufigen Winden und Staubstürmen. Die durchschnittliche Jahrestemperatur beträgt 26,1 C.“
„Das Klima in Islamabad ist sauber, angenehm und warm, mit einer durchschnittlichen Jahrestemperatur von 20,3 C. Selbst im trockensten Monat gibt es reichlich Niederschlag, der zur Reinigung der Photovoltaikmodule beiträgt“, erklärten sie. „Bahawalpur liegt in einer Wüstenregion mit trockenem Klima und nahezu keinen Niederschlägen, aber häufigen Winden und Staubstürmen. Die durchschnittliche Jahrestemperatur beträgt 26,1 C.“
Die Versuchsanordnung
Die Versuchsanordnungen bestanden aus polykristallinen Modulen mit 40 W sowie Referenzmodulen, die ständig sauber gehalten wurden. Alle Module wurden auf Metallgestellen mit einem festen Neigungswinkel von 34 Grad und Südausrichtung montiert. Das Forschungsteam erfasste Daten zur globalen Sonneneinstrahlung sowie Spannung und Stromstärke jedes Moduls. An den Photovoltaikmodulen befestigten die Forschenden Glasscheiben, um Staub zu sammeln und dessen Eigenschaften zu analysieren. „Nach sechs Wochen im Freien zeigten die verstaubten Module je nach unterschiedlicher Staubdichte in den beiden Regionen eine deutlich geringere Leistung“, stellten sie fest.
Die gesamte Staubmenge, die sich in Islamabad angesammelt hatte, betrug 6,388 g/m2, der Tagesdurchschnitt lag bei 0,152 g/m2. In Bahawalpur betrug die gesamte Staubablagerung 10,254 g/m2, der Tagesdurchschnitt lag bei 0,244 g/m2. Die Rasterelektronenmikroskopie (SEM) zeigte, dass die Partikel in beiden Städten unterschiedliche Größen, asymmetrische Formen und eine ungleichmäßige Anordnung aufwiesen.
„In der in Islamabad gesammelten Staubprobe dominiert Kohlenstoff mit einem Anteil von 55,8%, gefolgt von Sauerstoff, Silizium und Kalzium mit Anteilen von 22,71%, 9,78% beziehungsweise 3,85%. Auch Aluminium, Eisen, Kalium, Magnesium und Natrium sind in deutlich geringeren Mengen enthalten“, berichtete das Team. „In der in Bahawalpur gesammelten Staubprobe dominiert Sauerstoff mit einem Anteil von 46,9%, gefolgt von Kohlenstoff, Silizium und Aluminium mit Anteilen von 20,11%, 16,98% beziehungsweise 4,26%.
Beim Vergleich der verschmutzten und sauberen Module in jeder Stadt stellten die Forschenden in Islamabad einen Rückgang der Ausgangsleistung um 15,08% und in Bahawalpur einen Rückgang um 25,42% fest. Sie kamen zu dem Schluss, dass die geringere Leistung nicht nur darauf zurückzuführen war, dass Staub durch den sogenannten Abschattungseffekt die Absorption des Sonnenlichts verringert, sondern auch auf den Temperatureffekt des Staubs. Dieser entsteht, weil Staub auf dem Photovoltaikmodul die Art der Wärmeübertragung verändert und zur Bildung von Hotspots führt.
Quelle: energy mag
„In der in Islamabad gesammelten Staubprobe dominiert Kohlenstoff mit einem Anteil von 55,8%, gefolgt von Sauerstoff, Silizium und Kalzium mit Anteilen von 22,71%, 9,78% beziehungsweise 3,85%. Auch Aluminium, Eisen, Kalium, Magnesium und Natrium sind in deutlich geringeren Mengen enthalten“, berichtete das Team. „In der in Bahawalpur gesammelten Staubprobe dominiert Sauerstoff mit einem Anteil von 46,9%, gefolgt von Kohlenstoff, Silizium und Aluminium mit Anteilen von 20,11%, 16,98% beziehungsweise 4,26%.
Beim Vergleich der verschmutzten und sauberen Module in jeder Stadt stellten die Forschenden in Islamabad einen Rückgang der Ausgangsleistung um 15,08% und in Bahawalpur einen Rückgang um 25,42% fest. Sie kamen zu dem Schluss, dass die geringere Leistung nicht nur darauf zurückzuführen war, dass Staub durch den sogenannten Abschattungseffekt die Absorption des Sonnenlichts verringert, sondern auch auf den Temperatureffekt des Staubs. Dieser entsteht, weil Staub auf dem Photovoltaikmodul die Art der Wärmeübertragung verändert und zur Bildung von Hotspots führt.
Quelle: energy mag
