먼지가 PV 모듈 온도 및 성능에 미치는 영향

국제 연구진으로 구성된 한 팀이 파키스탄의 서로 다른 두 기후대에서 먼지 축적이 태양광 패널 효율에 어떤 영향을 미치는지 조사했습니다. 그들은 패널에 쌓인 먼지를 꼼꼼하게 측정하고 구성과 입자 크기를 조사했습니다.

파키스탄의 수도 이슬라마바드에서는 건물 옥상에 장치를 설치했습니다. 이슬라마바드는 연간 평균 기온이 20.3°C에 달하고 강우량이 규칙적이어서 태양광 패널을 깨끗하게 유지하는 데 도움이 되는 깨끗하고 따뜻한 기후를 누리고 있습니다. 반면, 사막지대에 위치한 남부 도시인 바하왈푸르(Bahawalpur)는 건조하고 강수량이 적지만 바람과 먼지폭풍이 자주 발생하며 평균기온은 26.1°C이다.

실험에서는 정기적으로 청소되는 참조 패널을 포함하여 40W 다결정 패널을 사용했습니다. 모든 패널은 남쪽을 향하고 있으며 금속 스탠드에 34도 기울어져 고정되어 있습니다.

연구원들은 태양 복사량과 각 패널의 전압 및 전류에 대한 데이터를 수집했습니다. 또한 먼지를 수집하고 분석하기 위해 모듈에 유리 시트를 부착했습니다.

6주 후에는 이슬라마바드와 바하왈푸르의 다양한 먼지 밀도로 인해 효율성이 눈에 띄게 떨어지는 것을 관찰했습니다. 먼지 누적량은 이슬라마바드가 6.388g/m2(일평균 0.152g/m2), 바하왈푸르가 10.254g/m2(일평균 0.244g/m2)였다. SEM 분석 결과 두 도시의 먼지 입자의 크기, 모양, 배열이 다양한 것으로 나타났습니다.

이슬라마바드에서 발생한 먼지는 주로 탄소(55.8%)로 구성되어 있으며, 산소, 규소, 칼슘 순으로 구성되어 있습니다. 알루미늄, 철, 칼륨, 마그네슘, 나트륨과 같은 다른 원소의 양은 더 적었습니다. 바하왈푸르에서는 산소가 주요 성분(46.9%)이었고 탄소, 규소, 알루미늄도 많이 존재했습니다.

깨끗한 모듈과 먼지가 많은 모듈을 비교했을 때 연구원들은 이슬라마바드에서 15.08%, 바하왈푸르에서 25.42%의 전력 출력 감소를 발견했습니다.

먼지가 햇빛을 차단하는 차폐효과와 '먼지온도' 현상으로 인해 출력이 감소한 것으로 결론지었다. 이 효과는 먼지로 인해 패널에 열이 전달되어 핫스팟이 발생하기 때문에 발생합니다.