Στο μικροσκόπιο ερευνητών από Πανεπιστήμιο της Γερμανίας βρέθηκε ο αντίκτυπος διαφορετικών τύπων σκόνης στη διαπερατότητα του ηλιακού φωτός και την απόδοση των φωτοβολταϊκών και τα αποτελέσματα αναρτήθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Progress in Photovoltaics.
Συγκεκριμένα, ανέλυσαν και δοκίμασαν δείγματα σκόνης από αστικές περιοχές του Κατάρ και του Μαρόκου, από εργοστάσιο βιοκαυσίμων στην Ταϊλάνδη (σκόνη Thai 297), καθώς και από καλλιέργειες καλαμποκιού από την ίδια περιοχή(σκόνη Thai 274). «Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας παρέχουν πλούσιες και χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με την οπτική, ηλεκτρική και μικροσκοπική χαρακτηριστική ανάλυση της ρύπανσης των επιφανειών», δήλωσαν οι επιστήμονες.
Σύμφωνα με την ανάλυση των διαφορετικών δειγμάτων σκόνης, όλα περιείχαν ποσοστά χαλαζία και ασβεστίτη σε διαφορετικές ποσότητες. Η σκόνη από το Μαρόκο και η Thai 297 είχαν παρόμοιο περιεχόμενο χαλαζία, 43% και 35% αντίστοιχα, η σκόνη από το Κατάρ είχε μόλις 3%, ενώ η Thai 274 είχε 85%. Η περιεκτικότητα σε ασβεστίτη ήταν υψηλότερη στη σκόνη από το Κατάρ, φτάνοντας το 59%. Τα δείγματα σκόνης από το Κατάρ και το Μαρόκο είχαν περιεκτικότητα σε νερό περίπου 3%, η Thai 274 είχε 3,8% και η Thai 297 είχε 6,7%.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο ομάδες δειγμάτων – μη επικαλυμμένο ηλιακό γυαλί και μη επικαλυμμένα μικρο-φωτοβολταϊκά πάνελ. Τα ηλιακά γυαλιά αποτελούνταν από 12 δείγματα, ενώ τα μικρά φωτοβολταϊκά πάνελ ήταν τέσσερα, με κάθε δοκιμή να χρησιμοποιεί έναν διαφορετικό τύπο σκόνης για την προσομοίωση της ρύπανσης. Τα δείγματα καθαρίζονταν με νερό μεταξύ των δοκιμών και στη συνέχεια χρησιμοποιούνταν υπό σταθερές περιβαλλοντικές συνθήκες: σχετική υγρασία 60% και θερμοκρασία 22°C κατά την εναπόθεση της σκόνης. Ένας κύκλος αέρα εξέθετε κάθε δείγμα σε συνθήκες σημείου δροσιάς. Στη συνέχεια, εφαρμόστηκε θερμική επεξεργασία στους 40°C, προκαλώντας τη λεγόμενη «τσιμεντοποίηση» της σκόνης – δηλαδή τη συγκόλλησή της στην επιφάνεια.
Τα μικρο-μοντέλα και τα ηλιακά γυαλιά δοκιμάστηκαν με κάλυψη σκόνης από 4% έως 60%. Η σκόνη από το Κατάρ παρουσίασε τη μικρότερη απώλεια στη διαπερατότητα φωτός, με συντελεστή κάλυψης επιφάνειας 0,51. Αντίθετα, η Thai 297 είχε τη μεγαλύτερη απώλεια στη διαπερατότητα, με κάλυψη 0,60. Η σκόνη από το Μαρόκο και η Thai 274 εμφάνισαν σχεδόν παρόμοια απώλεια, με συντελεστή 0,53.
«Οι απώλειες στο ρεύμα βραχυκύκλωσης σε συνάρτηση με την κάλυψη της επιφάνειας ακολουθούν τη γραμμική τάση, όπως αναμενόταν», δήλωσαν οι επιστήμονες. «Ωστόσο, οι μετρημένες κλίσεις είναι μικρότερες από τις θεωρητικά υπολογισμένες. Παρ’ όλα αυτά, η κατάταξη είναι σύμφωνη με τις παρατηρήσεις. Η Thai 297 δείχνει τη μεγαλύτερη κλίση απώλειας ρεύματος βραχυκύκλωσης, με 0,56. Η σκόνη του Κατάρ δείχνει τη μικρότερη, με 0,40· η σκόνη από το Μαρόκο έχει 0,42 και η Thai 274 έχει 0,43».
Η ερευνητική ομάδα δήλωσε ότι τα ευρήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση μαθηματικών μοντέλων που στοχεύουν στη βελτιστοποίηση της απόδοσης και της αποτελεσματικότητας των φωτοβολταϊκών συστημάτων σε άνυδρες και ημιάνυδρες περιοχές.
