Atmosfääritolm on üks võtmetegureid, mis mõjutab päikeseenergia tootmise efektiivsust. Tolmureostus vähendab oluliselt fotogalvaaniliste elektrijaamade elektritootmist, mis on hinnanguliselt vähemalt 5 protsenti aastas. Kui ülemaailmne installeeritud võimsus peaks 2020. aastal jõudma umbes 500 GW-ni, väheneb tolmu tõttu aastane elektritootmine. Mahu põhjustatud majanduslik kahju ulatub 5 miljardi USA dollarini. Elektrijaamade installeeritud baasi kasvades muutub see kahju veelgi tõsisemaks – kui globaalne installeeritud võimsus on 2030. aastal umbes 1400 GW, siis eeldatakse, et tolmust põhjustatud majanduskahju ulatub 13 miljardi USA dollarini.
01
temperatuuri mõju
Praegu kasutavad fotogalvaanilised elektrijaamad enamasti räni{{0}}põhiseid päikesepatareimooduleid, mis on temperatuuri suhtes väga tundlikud. Tolmu kogunemisega moodulite pinnale suureneb fotogalvaaniliste moodulite soojusülekandetakistus ja need muutuvad fotogalvaaniliste moodulite soojusisolatsioonikihiks, mis mõjutab nende soojuse hajumist. . Uuringud on näidanud, et päikesepatarei temperatuur tõuseb 1 kraadi võrra ja väljundvõimsus väheneb umbes 0,5 protsenti. Lisaks kuumeneb akumoodul pikema aja jooksul päikesevalguse käes kaetud osa palju kiiremini kui katmata osa, mille tulemuseks on põlenud tumedad laigud, kui temperatuur on liiga kõrge. Tavalistes valgustingimustes muutub paneeli varjutatud osa elektritootmisseadmest energiatarbimise üksuseks ja varjutatud fotogalvaanilisest elementist saab koormustakisti, mis ei tooda elektrit, tarbides ühendatud aku toodetud võimsust, on soojuse tekitamine, mis on kuuma punkti efekt. See protsess süvendab akupaneeli vananemist, vähendab võimsust ja põhjustab rasketel juhtudel komponentide läbipõlemist.
02
oklusiooniefekt
Tolm kleepub akupaneeli pinnale, mis blokeerib, neelab ja peegeldab valgust, millest kõige olulisem on valguse blokeerimine. Tolmuosakeste peegeldus-, neeldumis- ja varjutusefekt valgusele mõjutab valguse neeldumist fotogalvaaniliste paneelide poolt, mõjutades seeläbi fotogalvaanilise energiatootmise tõhusust. Paneeli komponentide valgust{0}}vastuvõtvale pinnale ladestunud tolm vähendab esiteks paneeli pinna valguse läbilaskvust; teiseks muutub mõne valguse langemisnurk, mistõttu valgus levib klaaskattes ebaühtlaselt. Uuringud on näidanud, et samadel tingimustel on puhaste paneelikomponentide väljundvõimsus vähemalt 5 protsenti suurem kui saastet tekitavatel moodulitel ja mida suurem on saastumise hulk, seda suurem on mooduli väljundvõimsuse langus.
03
Korrosiooniefektid
Fotogalvaaniliste paneelide pind on valdavalt klaasist ning klaasi põhikomponendid on ränidioksiid ja lubjakivi. Kui klaaskatte pinnale on kinnitatud märg happeline või aluseline tolm, võivad klaaskatte komponendid reageerida happe või leelisega. Klaasi happelises või leeliselises keskkonnas viibimise aja pikenedes hakkab klaasi pind aeglaselt erodeerima, mille tulemusena tekivad pinnale lohud ja lohud, mille tulemuseks on valguse hajus peegeldumine katteplaadi pinnal. ja klaasis levimise ühtlus hävib. , mida karedam on fotogalvaanilise mooduli katteplaat, seda väiksem on murdunud valguse energia ja fotogalvaanilise elemendi pinnale jõudev tegelik energia väheneb, mille tulemusena väheneb fotogalvaanilise elemendi võimsus. Ja karedad, kleepuvad liimijääkidega pinnad kipuvad koguma rohkem tolmu kui siledamad pinnad. Pealegi tõmbab tolm ise tolmu ligi. Kui esialgne tolm on olemas, põhjustab see rohkem tolmu kogunemist ja kiirendab fotogalvaaniliste elementide energiatootmise nõrgenemist.
04
Tolmu puhastamise teoreetiline analüüs
Õues paigutatud fotogalvaaniliste moodulite klaaspind võib tolmuosakesi kinni püüda ja koguda, moodustades tolmukatte, mis takistab valguse sisenemist elementidesse. Tolmu kogunemisele aitavad kaasa gravitatsioon, van der Waalsi jõud ja elektrostaatilise välja jõud. Tolmuosakesed mitte ainult ei interakteeru tugevalt fotogalvaanilise klaaspinnaga, vaid suhtlevad ka üksteisega. Tolmu puhastamine tähendab tolmu eemaldamist paneeli pinnalt. Tolmu eemaldamiseks akuplaadi pinnalt on vaja ületada tolmu ja akuplaadi vaheline nake. Akuplaadil olev tolm on teatud paksusega. Selle puhastamisel võib tolmukihile rakendada paralleelkoormust, akuplaadi suhtes teatud nurga (või vertikaalselt) all olevat koormust või pöörlevat pöördemomenti, et hävitada tolmu ja akuplaadi vaheline nake. Lisav toime, eemaldades seeläbi tolmu.
q – akuplaadiga paralleelne koormus; F-koormus teatud nurga all või akuplaadiga risti; M – tolmukihile rakendatav pöörlemismoment
Tolmuosakeste eemaldamiseks on vaja ületada tolmuosakeste tangentsiaalne nakkejõud ja normaalne nakkejõud. Tavaline haardumisjõud on tolmuosakeste ja akuplaadi vaheline haardejõud ning tangentsiaalne haardumisjõud on suhteliselt väike ja seda võib üldiselt ignoreerida. . Kui tolm eemaldatakse vertikaalsuunast, on vaja ületada ainult tavaline haardumisjõud, näiteks puhastamine veega, tolmuosakeste niisutamise protsess, peamiselt selleks, et ületada normaalne haardumisjõud. Vee puhastamisel suureneb peamiselt molekulidevaheline kaugus, mis vähendab van der Waalsi külgetõmmet ja tekitab ujuvust ning ületab van der Waalsi jõu ja tolmuosakeste haardumisjõu gravitatsiooni. Pindaktiivse aine lisamine veele muudab efekti selgemaks ning tekitab ka tugeva elektrostaatilise jõu, mis eemaldab paneelidelt tolmu. Tangentsiaalset haardumisjõudu tuleb ületada ka siis, kui tolmuosakesed liiguvad akuplaadi suhtes.