वायुमंडलीय धूल सौर ऊर्जा उत्पादन की दक्षता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है। धूल प्रदूषण फोटोवोल्टिक बिजली संयंत्रों की बिजली उत्पादन को बहुत कम कर देगा, जो प्रति वर्ष कम से कम 5 प्रतिशत होने का अनुमान है। यदि 2020 में वैश्विक स्थापित क्षमता लगभग 500GW तक पहुंचने की उम्मीद है, तो धूल के कारण वार्षिक बिजली उत्पादन कम हो जाएगा। वॉल्यूम से होने वाला आर्थिक नुकसान 5 बिलियन अमेरिकी डॉलर जितना अधिक होगा। जैसे-जैसे बिजली स्टेशनों का स्थापित आधार बढ़ता जा रहा है, यह नुकसान और भी गंभीर होता जाएगा - जब 2030 में वैश्विक स्थापित क्षमता लगभग 1400GW होगी, तो धूल से होने वाली आर्थिक हानि 13 बिलियन अमेरिकी डॉलर तक होने की उम्मीद है।
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तापमान प्रभाव
वर्तमान में, फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन ज्यादातर सिलिकॉन {{0}} आधारित सौर सेल मॉड्यूल का उपयोग करते हैं, जो तापमान के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। मॉड्यूल की सतह पर धूल के संचय के साथ, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल का गर्मी हस्तांतरण प्रतिरोध बढ़ जाता है, और वे फोटोवोल्टिक मॉड्यूल पर गर्मी इन्सुलेशन परत बन जाते हैं, जिससे उनकी गर्मी लंपटता प्रभावित होती है। . अध्ययनों से पता चला है कि सौर सेल का तापमान 1 डिग्री बढ़ जाता है, और उत्पादन शक्ति लगभग 0.5 प्रतिशत घट जाती है। इसके अलावा, जब बैटरी मॉड्यूल लंबे समय तक सूरज की रोशनी के संपर्क में रहता है, तो ढका हुआ हिस्सा खुले हिस्से की तुलना में बहुत तेजी से गर्म होता है, जिसके परिणामस्वरूप तापमान बहुत अधिक होने पर काले धब्बे जल जाते हैं। सामान्य रोशनी की स्थिति के तहत, पैनल का छायांकित हिस्सा बिजली उत्पादन इकाई से बिजली खपत इकाई में बदल जाएगा, और छायांकित फोटोवोल्टिक सेल एक लोड प्रतिरोधी बन जाएगा जो बिजली उत्पन्न नहीं करता है, जो कनेक्टेड बैटरी द्वारा उत्पन्न बिजली की खपत करता है, कि है, गर्मी पैदा करना, जो हॉट स्पॉट प्रभाव है। यह प्रक्रिया बैटरी पैनल की उम्र बढ़ने को बढ़ाएगी, आउटपुट को कम करेगी, और गंभीर मामलों में घटकों के जलने का कारण बनेगी।
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रोड़ा प्रभाव
धूल बैटरी पैनल की सतह का पालन करती है, जो प्रकाश को अवरुद्ध, अवशोषित और प्रतिबिंबित करेगी, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण प्रकाश को अवरुद्ध करना है। प्रकाश पर धूल के कणों का परावर्तन, अवशोषण और छायांकन प्रभाव फोटोवोल्टिक पैनलों द्वारा प्रकाश के अवशोषण को प्रभावित करता है, जिससे फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन की दक्षता प्रभावित होती है। प्रकाश पर जमा धूल-पैनल घटकों की प्राप्त सतह सबसे पहले पैनल की सतह के प्रकाश संप्रेषण को कम करेगी; दूसरे, कुछ प्रकाश का आपतित कोण बदल जाएगा, जिससे प्रकाश कांच के आवरण में असमान रूप से फैल जाएगा। अध्ययनों से पता चला है कि समान परिस्थितियों में, स्वच्छ पैनल घटकों की उत्पादन शक्ति फाउलिंग मॉड्यूल की तुलना में कम से कम 5 प्रतिशत अधिक है, और फाउलिंग की मात्रा जितनी अधिक होगी, मॉड्यूल आउटपुट प्रदर्शन में गिरावट उतनी ही अधिक होगी।
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जंग प्रभाव
फोटोवोल्टिक पैनलों की सतह ज्यादातर कांच से बनी होती है, और कांच के मुख्य घटक सिलिका और चूना पत्थर होते हैं। जब गीली अम्लीय या क्षारीय धूल कांच के आवरण की सतह से जुड़ी होती है, तो कांच के आवरण के घटक अम्ल या क्षार के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं। जैसे-जैसे अम्लीय या क्षारीय वातावरण में कांच का समय बढ़ता है, कांच की सतह धीरे-धीरे मिटती जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप सतह पर गड्ढे और गड्ढे बन जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कवर प्लेट की सतह पर प्रकाश का विसरित प्रतिबिंब होता है, और कांच में प्रसार की एकरूपता नष्ट हो जाती है। , फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की कवर प्लेट जितनी खुरदरी होती है, अपवर्तित प्रकाश की ऊर्जा उतनी ही कम होती है, और फोटोवोल्टिक सेल की सतह तक पहुंचने वाली वास्तविक ऊर्जा कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप फोटोवोल्टिक सेल की बिजली उत्पादन में कमी आती है। और चिपकने वाले अवशेषों के साथ खुरदरी, चिपचिपी सतहें चिकनी सतहों की तुलना में अधिक धूल जमा करती हैं। इसके अलावा, धूल भी धूल को आकर्षित करेगी। एक बार प्रारंभिक धूल मौजूद होने के बाद, यह अधिक धूल जमा करेगा और फोटोवोल्टिक सेल बिजली उत्पादन के क्षीणन को तेज करेगा।
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धूल सफाई का सैद्धांतिक विश्लेषण
बाहर रखे गए फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की कांच की सतह धूल के कणों को फंसा सकती है और जमा कर सकती है, जिससे धूल का आवरण बनता है जो प्रकाश को कोशिकाओं में प्रवेश करने से रोकता है। गुरुत्वाकर्षण, वैन डेर वाल्स बल और इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र बल सभी धूल संचय में योगदान करते हैं। धूल के कण न केवल फोटोवोल्टिक कांच की सतह के साथ दृढ़ता से बातचीत करते हैं, बल्कि एक दूसरे के साथ भी बातचीत करते हैं। धूल को साफ करने के लिए पैनल की सतह से धूल हटाना है। बैटरी बोर्ड की सतह से धूल हटाने के लिए, धूल और बैटरी बोर्ड के बीच आसंजन को दूर करना आवश्यक है। बैटरी प्लेट पर धूल की एक निश्चित मोटाई होती है। इसे साफ करते समय, एक समानांतर भार, बैटरी प्लेट पर एक निश्चित कोण (या ऊर्ध्वाधर) पर लोड, या एक घूर्णन टोक़ धूल की परत पर धूल और बैटरी प्लेट के बीच आसंजन को नष्ट करने के लिए लागू किया जा सकता है। Additive प्रभाव, जिससे धूल को हटा दिया जाता है।
क्यू- बैटरी प्लेट के समानांतर भार; एफ - एक निश्चित कोण पर भार या बैटरी प्लेट के लंबवत; M- धूल की परत पर लगाया जाने वाला घूर्णी क्षण
धूल के कणों को हटाने के लिए, स्पर्शरेखा आसंजन बल और धूल कणों के सामान्य आसंजन बल को दूर करना आवश्यक है। सामान्य आसंजन बल धूल के कणों और बैटरी प्लेट के बीच आसंजन बल होता है, और स्पर्शरेखा आसंजन बल अपेक्षाकृत छोटा होता है और इसे आमतौर पर अनदेखा किया जा सकता है। . यदि धूल को ऊर्ध्वाधर दिशा से हटा दिया जाता है, तो केवल सामान्य आसंजन बल को दूर करना आवश्यक है, जैसे कि पानी से सफाई, धूल के कणों को गीला करने की प्रक्रिया, मुख्य रूप से सामान्य आसंजन बल को दूर करने के लिए। जब पानी को साफ किया जाता है, तो अंतर-आणविक दूरी मुख्य रूप से बढ़ जाती है, जो वैन डेर वाल्स आकर्षण को कम करती है और उछाल पैदा करती है, और वैन डेर वाल्स बल और धूल कणों के आसंजन बल के गुरुत्वाकर्षण पर काबू पाती है। पानी में एक सर्फेक्टेंट जोड़ने से प्रभाव अधिक स्पष्ट हो जाता है, और एक मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक बल भी उत्पन्न होता है जो पैनलों से धूल हटाता है। जब धूल के कण बैटरी प्लेट के सापेक्ष गति करते हैं तो स्पर्शरेखा आसंजन बल को भी दूर किया जाना चाहिए।