Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Техасского университета в Эль-Пасо (UTEP) опубликовала результаты полевого исследования, показывающие, что солнечные батареи, расположенные рядом с гипсовыми дюнами Уайт-Сэндс в Аламогордо, штат Нью-Мексико, после 22 значительных песчаных бурь потеряли всего от 2% до 3% мощности из-за загрязнения пылью. Результаты исследования опубликованы в журнале Atmosphere.
Исследование показывает, что преобладающие южные и юго-западные ветры в регионе, а также сильные порывы ветра, направленные прямо на фотоэлектрические массивы, создают эффективный механизм пассивной очистки. Этот естественный процесс постоянно удаляет крупные частицы и ресуспендирует мелкие частицы с поверхности модулей, устраняя необходимость в частой и трудоемкой ручной очистке панелей, что позволяет региональным застройщикам значительно сократить долгосрочные эксплуатационные расходы.
Это полевое исследование проводилось на объекте Национального исследовательского центра опреснения соленых подземных вод (BGNDRF) Бюро мелиорации США на севере пустыни Чиуауа, где оценивались монокристаллические кремниевые (m-Si) фотоэлектрические модули, работающие в реальных условиях окружающей среды. Ученые использовали порошковую рентгеновскую дифракцию (PXRD) для анализа материала, соскобленного непосредственно со стекла модулей, и обнаружили значительные сезонные изменения в минералогическом составе.
Результаты анализа показывают, что осенью в пыли преобладает кварц, концентрация которого превышает 76%; весной основным компонентом становится кальцит, составляющий от 48% до 60% массы. Образцы, собранные методом сухой экстракции, содержали большое количество гипса — от 23% до 49%, что подтверждает прямой атмосферный перенос минеральной пыли из соседнего национального парка Уайт-Сэндс.
В исследовании отмечается, что по сравнению со стандартными темными пустынными почвами гипсовая пыль обладает более низкими светопоглощающими свойствами и более высокой светорассеивающей способностью. Таким образом, уникальный состав пыли, покрывающей объект, структурно уменьшает ожидаемый эффект подавления передачи солнечного излучения. Исследователи UTEP проанализировали метеорологические данные близлежащего аэропорта, чтобы выделить влияние ветровой динамики на скорость накопления пыли (DAR). В ветреный весенний период было зафиксировано 9 песчаных бурь, средняя скорость ветра повысилась до 3,9 м/с, а скорость накопления пыли увеличилась всего на 20% по сравнению с менее ветреной осенью (всего 3 события).
Исследователи объясняют это несоразмерное расхождение выравниванием направления ветра. Региональные песчаные бури вызваны юго-западными и южными воздушными потоками со средней скоростью 12 м/с, с пиковыми порывами до 26,2 м/с, которые напрямую ударяют по обращенной на юг лицевой стороне фотоэлектрических массивов. Высокоэнергетические порывы ветра систематически срезают песчинки, обеспечивая непрерывную экологическую очистку. Кроме того, для этой динамики очистки ветром требуется минимальное количество осадков; совокупный легкий дождь всего 2,2 мм/ч был полностью достаточен для смыва остаточных частиц и восстановления электрических характеристик модулей.
По мере того как солнечная энергия становится доминирующей в современных энергосистемах (в последнее время на нее приходится около 77% мирового развертывания возобновляемых источников энергии), затраты, связанные с загрязнением пылью, растут в геометрической прогрессии. Данные отрасли, цитируемые в исследовании, прогнозируют, что ежегодные потери, связанные с пылью, по всей стране составляют от 4,2 до 7,3 миллиардов долларов США, что подчеркивает важность инвестиций в эксплуатацию и техническое обслуживание для экономики проектов коммунального масштаба. Исследовательская группа UTEP отмечает, что, хотя наблюдаемое низкое снижение мощности на 2–3% делает юг Нью-Мексико предпочтительной зоной с низкими эксплуатационными затратами для инвестиций в фотоэлектрику, управляющие активами все же должны учитывать локальные переменные. Авторы рекомендуют расширить многолетний мониторинг для отслеживания влияния изменений режима ветра в сезон летних муссонов, поскольку изменение направления ветра может активировать альтернативные источники пыли и изменить требования к очистке.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
