بررسی تجربی اثر دما و زدایش گردو غبار و شن بر ماژول‌های فتوولتائیک

محورهای موضوعی : انرژی های تجدید پذیر

معراج رجایی ^{1 *} , کردستان چلاسی ²

1 - استادیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
2 - دانشجو،گروه مهندسی برق، دانشگاه فنی و حرفه ای، تهران، ایران.

تاریخ دریافت : 1398/08/05 تاریخ پذیرش : 1399/03/06 تاریخ انتشار : 1400/11/01

کلید واژه: گردوغبار, پنل فتوولتائیک, انرژی خورشیدی, سیستم تمیز کننده,

چکیده مقاله :

زمینه و هدف: وجود ریز گردها در آسمان ایران باعث رسوب گرد و غبار بر سطح پنل های فتوولتائیک می شود. همچنین در اثر فعالیت معادن شن و ماسه در صورت رعایت نشدن اصول زیست محیطی می تواند آسیب های جدی به طبیعت وارد آورده و آلودگی هوا، آب و خاک را به دنبال داشته باشد، به طوری که در برخی استان ها معادن شن منشا ایجاد گرد و غبار معرفی شده اند. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر گردوغبار، شن و دما بر راندمان پنل های فتوولتائیک می باشد.روش بررسی: برای بررسی تاثیر گردوغبار دو پنل مشابه به مدت یک روز در فضای باز قرار گرفتند. یکی از پنل ها مجهز به سیستم تمیز کننده میباشد اما پنل دیگر بدون تمیز کننده است. در اثر گذاری دما، هر دو پنل تمیز اما یکی مجهز به سیستم خنک کننده و پنل دیگر بدون سیستم خنک کننده تنظیم شده است. مقایسه بین اثر گذاری گردوغبار و شن، از چهار پنل مشابه استفاده شده است، یک پنل در وضعیت تمیز قرار دارد اما پنل های دیگر هر کدام به گردو غبار و شن آغشته شده اند.یافته ها: نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از آن است، در پی نشست گردوغبار بر سطح پنل میانگین ولتاژها، جریان ها، توان ها بعد از 13 ساعت بترتیب کاهش 4% ، 21% ، 24% و افزایش 4% دما پنل آلوده نسبت به پنل تمیز گردید. پنل بدون سیستم خنک کننده میانگین ولتاژها ، جریان ها و توان ها در طول یک روز بترتیب کاهش 3% ، 25% ، 29% نسبت به پنل با سیستم خنک کننده داشته است. میزان ولتاژ و جریان مربوط به پنل های الوده به شن کاهش بیشتری نسبت به ولتاژ و جریان پنل های الوده به گردوغبار داشته است.بحث و نتیجه گیری: بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش نشست گردوغبار بر سطح پنل و افزایش دمای پنل، موجب کاهش راندمان پنل فتوولتائیک می گردد. همچنین گردو غبار تاثیر بیشتر از شن و ماسه بر پنل فتوولتائیک دارد.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: The presence of dust in the sky of Iran causes dust deposition on the surface of photovoltaic panels and greatly affects the efficiency of them. The purpose of this study is to investigate the effect of dust, sand and temperature on the efficiency of photovoltaic panels.Material and Methodology: Two similar panels were placed outdoors for 1 days to investigate the impact of dust. One of the panels is equipped with a cleaning system, but the other panel is without a cleaner. In the temperature setting, the control panel was equipped with a cooling system but the experimental panel was set without a cooling system. For investigation the effect of dust and sand, four similar panels were used, the control panel was in the clean condition, but the experimental panels were covered with dust and sand.Findings: The results of this study indicate that dust deposition on the panel surface after 13 hour caused a decrease of 4% in voltage, 21% in current, 24% in power and an  increase of 4% in the temperature of the contaminated panel compared to the clean panel. The panel with the higher temperature has a reduction of 3% in voltage, 25% in current and 29% in power in comparison with the lower temperature panel. In addition, the voltage and current of the sandblasted panel decreased more than the voltage and current of the panel contaminated with dust.Discussion and Conclusion: According to the results of this study, dust deposition on the panel surface and increasing the panel temperature decrease the photovoltaic panel efficiency. Dust also has more impact on the photovoltaic panel than sand.

منابع و مأخذ:

1. yingya chen, yanfeng liu, zhijun tian, yu Dong, yong zhou, xiaowen wang, Dengjia wang., 2019, Experimental Study on the Effect of Dust Deposition on Photovoltaic Panels, Publication of Energy Procedia , vol. 158, pp 483–489.


2. Vinay Gupta, Prateek Raj, Ankit Yadav, Peeyush Garg , Farhan Nizam., 2017,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 , pp 742-747.


3. K. Ilse., 2018, Comprehensive analysis of soiling and cementation processes on PV modules in Qatar, Solar Energy Materials Solar Cells, vol. 186, pp. 309-323.


4. Laarabi, O. May Tzuc, D. Dahlioui, A. Bassam, M. Flota-Bañuelos, and A. Barhdadi., 2017, Artificial neural network modeling and sensitivity analysis for soiling effects on photovoltaic panels in Morocco, Superlattices.


5. Hiroyuki Kawamotoa., 2019, Electrostatic cleaning equipment for dust removal from soiled solar panels Hiroyuki Kawamoto, Journal of Electrostatics, vol.98, pp 11–16.


6. Xu L, Li S, Jiang J, Liu T, Wu H, Wang J, Li X., 2020, The influence of dust deposition on
   the temperature of soiling photovoltaic glass under lighting and windy
   Solar Energy


7. El-shobokshy,MS.and Hussein, F.M.”Effect of dust with different physical properties on the performance of photovoltaic cell”, sol. Energy, 51 pp.505-511-December1993.


8. Meraj Rajaee, Mina Jalali, Analysis and implementation of the solar tree by determining the optimal angle in Shiraz-Iran., 2021, Journal of Computational and Applied Research in Mechanical Engineering (JCARME).


9. Horieh sadat mosavi, Alireza por khbaz., 2017, Origin of dust particles by studying their physical and chemical properties in Birjand city, Journal of Environmental Geology, April 2017, Vol. 38, No. (In Persian)


10. Mostafa mohamadi zadeh., 2019, Elimination of the destructive effect of dust on photovoltaic cells in solar power plants installed in desert cities and villages”, First International Congress of interdisciplinary Studies in Town and Architecture, Tabriz, Iran. (In Persian)


11. Thorat ML, Walimbe R, Patil A, Kulkarni D, Thorat S., 2019, Implementation of

automatic solar tracking and cleaning system.

12. Sherman R.., 2019, Carbon Dioxide Snow Cleaning Applications. In: Developments in
    Surface Contamination and Cleaning: Applications of Cleaning Techniques.
    Elsevier; p. 97–115