تأثیر آلودگی هوا بر عملکرد پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک

نویسندگان

دانشگاه تهران

چکیده

در این تحقیق اثر آلودگی هوا ناشی از احتراق نفت‌گاز بر مشخصات عملکردی دو نوع پنل فتوولتائیک خورشیدی رایج شامل پنل‌های سیلیکونی مونوکریستال و پلی‌کریستال در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌ها در یک شبیه‌ساز خورشیدی مجهز به محفظه‌ای برای ایجاد آلودگی هوا انجام شد. آلودگی هوا از طریق احتراق نفت‌گاز در سه سطح سه، چهار و پنج میلی‌لیتر و انتقال دود حاصل از آن به داخل محفظۀ دستگاه آزمایشی ایجاد گردید. منحنی‌های مشخصۀ جریان- ولتاژ و توان- ولتاژ برای پنل‌های مورد نظر رسم شد. ویژگی‌های عملکردی مورد بررسی شامل ولتاژ مدار باز، جریان اتصال کوتاه، ولتاژ بیشینه، جریان بیشینه و توان الکتریکی خروجی بیشینه تعیین گردید. نتایج نشان داد که آلودگی هوا بر همۀ پارامترهای عملکردی مؤثر بود. افزایش میزان غلظت آلودگی هوا موجب کاهش معنی‌دار تمامی مشخصات عملکردی پنل‌های فتولتائیک شد. به‌طور کلی، میزان کاهش راندمان پنل سیلیکونی مونوکریستال در سطوح مختلف آلودگی به‌ترتیب 74/37، 87/55 و 61/66درصد نسبت به شرایط هوای تمیز بوده است. مقادیر متناظر برای پنل نوع پلی‌کریستال به‌ترتیب 70/25، 49/51 و 05/58درصد بود.

کلیدواژه‌ها


[1] Jager-Waldau, A. "Photovoltaic and Renewable Energies in Europe", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 11, No. 7, pp. 1414–1437, 2007. [2] Torres-Lobera, D., and Valkealahti, S. "Inclusive Dynamic Thermal and Electric Simulation Model of Solar PV Systems Under Varying Atmospheric Conditions", Solar Energy, Vol. 105, pp. 632–647, 2014. [3] شاهدی، عباس، شکوفکی، مجید. «انرژی خورشیدی»، مجموعه مقالات سومین همایش رؤسا و مدیران بیمارستان‌های نیروهای مسلح، 1391. [4] Asl-Soleimani, E., Farhangi, S., and Zabihi, M. "The Effect of Tilt Angle, air Pollution on Performance of Photovoltaic Systems in Tehran", Renewable Energy, Vol. 24, pp.459–68, 2001. [5] Maghami, M., Hizam, H., Gomes, C., Hajighorbani, S., Rezaei, N. "Evaluation of the 2013 Southeast Asian Haze on Solar Generation Performance", PloS One, Vol. 10, No. 8, e0135118, 2015. [6] Al-Hasan, A. Y., and Ghoneim, A. A. "A New Correlation between Photovoltaic Panel's Efficiency and Amount of Sand Dust Accumulated on Their Surface", International Journal of Sustainable Energy, Vol. 24, No. 4, pp. 187–197, 2005. [7] Darwish, Z. A., Kazem, H. A., Sopian, K., Al-Goul, M., Alawadhi, H. "Effect of Dust Pollutant Type on Photovoltaic Performance", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 41, pp. 735–44, 2015. [8] Bethea, R. M., Collier, E. G. and Reichert, J. D. "Dust Storm Simulation for Accelerated Life Testing of Solar Collector Mirrors", Solar Energy Engineering Vol. 105, pp. 329–335, 1983. [9] Elminir, H. K., and Ghitas, A. E. "Effect of Dust on the Transparent Cover of Solar Collectors", Energy Conversion and Management, Vol. 47, No. 18-19, pp. 3192-3203, 2006. [10] Sulaiman, S. A., Singh, A. K., Mokhtar, M. M., and Bou-Rabee, M. A. "Influence of Dirt Accumulation on Performance of PV Panels", Energy Procedia, Vol. 50, pp. 50-56, 2014. [11] Monto, M., and Pillai, R. "Impact of Dust on Solar Photovoltaic Panels", Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 14, No. 9, pp. 3124-3131, 2010. [12] Dietz, A. G. H. "Introduction to the Utilization of Solar Energy", In Diathermassous Material and Properties of Materials, Zarem A. M. and Erway D. D. (Eds), McGraw Hill, New York. [13] «آینده گردوغبار در ایران»، پایگاه خبری الف. سازمان حفاظت محیط‌زیست ایران. 1393. [14] Pidwirny, M. "Atmospheric Effects on Incoming Solar Radiation", Fundamentals of Physical Geography, 2nd Edition. Date Viewed. http://www.physicalgeography.net/fundamentals/7f.html, 2006. [15] Kohraku, S., and Kurokawa, K. "A Fundamental Experiment for Discrete-wavelength LED Solar Simulator", Solar Energy Materials and Solar Cells Vol. 90, No. 18, pp. 3364-3370, 2006. [16] قنادی، الهام، منصوری، نبی‌الله، خانی، محمدرضا، عبدی، اسد، واعظی، مهناز. «برآورد میزان ضریب انتشار آلاینده‌های شاخص هوا در بخش حمل و نقل شهر تهران»، اولین همایش ملی حفاظت و برنامه‌ریزی محیط‌زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان، همدان، ایران، 1391. [17] Ndiaye, A., Kébé, C. M. F., Ndiaye, P. A., Charki, A., Kobi A., and Sambou V. "Impact of Dust on the Photovoltaic (PV) Modules Characteristics After an Exposition Year in Sahelian Environment: The case of Senegal", International Journal of Physical Sciences, Vol. 8, No. 21, pp. 1166-1173, 2013.