DE

ES

Tozun PV Modüllere Etkisi

Güneş panelleri, yaşlanma, radyasyon, gölgelenme, sıcaklık, rüzgar, kirlilik ve temizlik gibi iç ve dış faktörlerden oldukça etkilenir.

Toz, boyutu 500 µm den küçük olan ezilmiş formdaki küçük parçacıklar olarak tanımlanabilir [1]. İnşaat alanları endüstri tesisleri, toz fırtınası gibi çeşitli kaynaklardan çevreye toz gelebilir. Toz, görünen ve görünmeyen, yüzen ve düşen katı madde parçacıklarından oluşur. Verimlilik bozulma derecesi, güneş panellerinin yüzeyinde biriken toz partiküllerinin kütlesi arttıkça, güç çıkışı ve modülün verimliliği azalır.

Ayrıca toz boyutu küçüldükçe, daha küçük parçacıklar güneş panelinin yüzeyinden ışık geçişine engel olur. Bu durum sonucunda da güç çıkışı azalır. Cam üzerindeki kirlenmenin gelen ışık üzerine etkisi şekil 1’de gösterilmektedir.

Şekil 1. Bir fotovoltaik cam üzerindeki kirlenmenin gelen ışık üzerindeki etkisi Farklı kirletici türleri arasında kırmızı toprak, kül, kum, kalsiyum karbonat, silika vb. yer alabilir. Hava kirliliği güneş panellerinin enerji verimini önemli ölçüde etkiler. Panellerin temizlenmesinden kısa bir süre sonra bile enerji üretiminde %6,5‘lik bir azalmaya neden olabilir. Uzun süre yağış olmayan dönemlerde, tozlanmadan kaynaklı enerji kaybı %20’den fazla olabilir. Toz partikülleri bir çok çevre koşuluna bağlı olarak faz, çeşit, kimyasal ve fiziksel özellikler bakımından farklılık gösterir. Rüzgar hızına ek olarak hava, nem ve sıcaklıktan izole edilmiş tozun ve güneş panellerinde nasıl toplanacağının belirlenmesinde önemli rol oynar[3]. Araştırmacıların çoğu PV modüllerin yüzeyinde toz biriktikçe güneş panellerinin performansına etkisini araştırmış ve yürütülen bu çalışmalarda, güneş panellerinin performansının kırmızı toprak, kireç taşı ve son olarak da uçucu kül numunelerinin birikmesinden büyük ölçüde etkilendiği gözlemledi. Güneş panellerinin yüzeyinde ağır toz katmanları biriktiğinde, güneş panellerinin çıkışında %10-20 civarında önemli bir azalma meydana gelmektedir. Şekil 2’de örnek tozlanma gösterilmektedir. İlk şekilde toza ek olarak lastik isi de panel yüzeyini kaplamıştır. İkinci görsel bir tekstil firmasının çatısının kendi baca gazları ve çevrede yer alan gaz beton tesisinden gelen tozların oluşturduğu kirliliktir. Üçüncü görsel de ise seramik tozu ve diğer toz türevleri ile paneller kaplanmıştır.
Şekil 2. Farklı kirleticilerin PV modüle etkileri Laboratuvar ortamında yapılan örnek çalışmada, 60 W gücünde güneş paneline yapay olarak 100 W ışık ve 7 farklı toz örneği kullanılarak test yapılmıştır. Yapılan testte 650 / 750 / 850 W/m2‘lik üç radyasyon seviyesinde 7 farklı örnek karşılaştırılmıştır. Yapılan karşılaştırma sonucu güneş paneli üzerinde toz parçacıklarının birikmesi nedeniyle çıkış gücü büyük ölçüde azalmıştır. İki aylık bir dönemde tozlanma kaynaklı %4,7 düşüş, Suudi Arabistan’da 6 aylık bir dönemde %40‘lık bir düşüş yaşandığı gözlemlenmiştir [4].
Şekil 3. Toz ile kaplanan alana göre PV modülde güç çıkışı Sonuç olarak, PV modül yüzeyinde biriken tozun neden olduğu bir yıl boyunca günlük enerji kaybının ortalamasının %4,4 civarında olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Yağışsız geçen uzun dönemlerde ise günlük enerji kaybı %20‘nin üzerinde olabilir. Modül yüzeyinde biriken tozun kütlesi arttıkça ve boyutu küçüldükçe, modülün güç çıkışı ve verimliliği azalır.

Yazan: Batuhan Mert LAÇİNKAYA

Kaynak

Dilip Kumar, Deepak Kumar, Chapter 12 – Dust Control, Editor(s): Dilip Kumar, Deepak Kumar, Sustainable Management of Coal Preparation, Woodhead Publishing, 2018, Pages 265-278,

G. P. Smestad, T. A. Germer, H. Alrashidi, E. F. Fernández, S. Dey, H. Brahma, N. Sarmah, A. Ghosh, N. Sellami, I. A. I. Hassan, M. Desouky, A. Kasry, B. Pesala, S. Sundaram, F. Almonacid, K. S. Reddy, T. K. Mallick and L. Micheli, “Modelling photovoltaic soiling losses through optical characterization,” SCIENTIFIC REPORTS, vol. 10, no. 1, 2020.

ZA Derwish, HA Kazem, K Sopian, MA Alghoul… – International J of Energy and Environment, 2013 Impact of some environmental variables with dust on solar photovoltaic (PV) performance: review and research status

T. Sarver, A. Al-Qaraghuli, L. L. Kazmerski, A comprehensive review of the impact of dust on the use of solar energy: History, investigations, results, literature, and mitigation approaches. Renew. Sustain. Energy Rev.22, 698–733 (2013).

×