L'impatto della polvere sulla temperatura e sulle prestazioni dei moduli fotovoltaici

Un team di ricercatori internazionali ha esplorato in che modo l'accumulo di polvere influisce sull'efficienza dei pannelli solari in due distinte zone climatiche del Pakistan. Hanno misurato meticolosamente l'accumulo di polvere sui pannelli, esaminandone la composizione e le dimensioni delle particelle.

A Islamabad, la capitale del Pakistan, hanno installato un impianto sul tetto di un edificio. Islamabad gode di un clima pulito e caldo con una temperatura media annua di 20,3°C e precipitazioni regolari, che aiutano a mantenere puliti i pannelli solari. A Bahawalpur, città del sud situata in una zona desertica, invece, il clima è secco, con poche precipitazioni ma frequenti vento e tempeste di polvere, con una temperatura media di 26,1°C.

L'esperimento ha utilizzato pannelli policristallini da 40 W, inclusi pannelli di riferimento che venivano puliti regolarmente. Tutti i pannelli erano rivolti a sud, fissati con un'inclinazione di 34 gradi su supporti metallici.

I ricercatori hanno raccolto dati sulla radiazione solare e sulla tensione e corrente di ciascun pannello. Hanno anche attaccato lastre di vetro ai moduli per raccogliere e analizzare la polvere.

Dopo sei settimane, hanno osservato un notevole calo di efficienza a causa della diversa densità della polvere a Islamabad e Bahawalpur. L'accumulo di polvere è stato di 6,388 g/m2 (media giornaliera 0,152 g/m2) a Islamabad e 10,254 g/m2 (media giornaliera 0,244 g/m2) a Bahawalpur. L'analisi SEM ha rivelato che le particelle di polvere in entrambe le città variavano in dimensioni, forma e disposizione.

La polvere di Islamabad era costituita principalmente da carbonio (55,8%), seguito da ossigeno, silicio e calcio. Altri elementi come alluminio, ferro, potassio, magnesio e sodio erano in quantità minori. A Bahawalpur, l'ossigeno era il componente predominante (46,9%), con una presenza significativa anche di carbonio, silicio e alluminio.

Confrontando moduli puliti e polverosi, i ricercatori hanno riscontrato una riduzione della potenza erogata del 15,08% a Islamabad e una riduzione del 25,42% a Bahawalpur.

Hanno concluso che la diminuzione della produzione era dovuta all'effetto schermante della polvere che bloccava la luce solare e al fenomeno della "temperatura della polvere". Questo effetto è causato dal trasferimento di calore che altera la polvere sui pannelli, causando punti caldi.