Инновационный метод защиты солнечных панелей от загрязнения

Новая концепция защиты

Южноафриканские ученые разработали инновационный способ защиты фотоэлектрических панелей от загрязнения с помощью текстурированных фальшпанелей. Исследование показало, что такие панели способны улавливать на 58% больше пыли, чем активные солнечные модули.

Принцип работы системы

Защитная конструкция представляет собой установку текстурированных имитаторов фотоэлектрических панелей перед работающими модулями. Система работает за счет изменения динамики воздушного потока и эффективного улавливания частиц пыли.
Методология исследования

Вычислительная гидродинамика (CFD) была использована для моделирования и анализа работы системы при различных параметрах:
•    Угол наклона рабочей панели: постоянный 27°
•    Высота рабочей панели: 1 метр
•    Высота манекена: 0,75 м, 1 м, 1,25 м
•    Угол наклона манекена: 15°, 30°, 45°
•    Расстояние между панелями: 2 м, 2,5 м, 3 м

Результаты экспериментов

Анализ воздушного потока показал следующие характеристики:
•    Средняя скорость ветра: 3,31 м/с
•    Преобладающее направление: восток-северо-восток (66°)
•    Максимальная скорость: до 5,7 м/с (91% случаев)
•    Общее количество частиц в модели: 378 600
•    Концентрация пыли: менее 12%

Эффективность системы была подтверждена экспериментально:
•    Минимальное загрязнение рабочей панели: 1000 частиц (при расстоянии 2 м, высоте манекена 1 м, наклоне 30°)
•    Максимальное загрязнение: 128 000 частиц (при расстоянии 2 м, высоте 0,75 м, наклоне 45°)
•    Эффективность улавливания манекена: 93 000 и 6000 частиц соответственно

Ключевые выводы

Факторы эффективности системы:
•    Текстурированная поверхность увеличивает улов пыли на 23%
•    Угол наклона манекена имеет высокую корреляцию с оседанием пыли (0,64)
•    Расстояние и высота оказывают меньшее влияние (0,24 и 0,29 соответственно)

Преимущества решения:
•    Простота обслуживания
•    Экономичность
•    Эстетичность
•    Особенно эффективно в регионах с пыльным климатом и дефицитом воды

Результаты исследования опубликованы в журнале Results in Engineering в статье “Исследование влияния поверхностных текстурированных солнечных фотоэлектрических макетов для предотвращения загрязнения почвы: исследование методом вычислительной гидродинамики”.


Источник - https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S259012302501045X