Alcuni242 ricercatori dell’Università cinese di Ningxia hanno studiato le caratteristiche di deposizione della polvere sui pannelli fotovoltaici utilizzando una serie di esperimenti in galleria del vento. In particolare, si sono concentrati sul modo in cui le variazioni dell’angolo di inclinazione, dell’altezza di montaggio, della distanza e della direzione del flusso in entrata influenzano la massa della polvere accumulata e la distribuzione delle diverse dimensioni delle particelle.
“L’aspetto innovativo di questo studio risiede nell’approccio empirico alla quantificazione delle relazioni tra i parametri di installazione e le caratteristiche della polvere, offrendo così raccomandazioni pratiche per migliorare l’efficienza e le prestazioni degli impianti fotovoltaici in ambienti soggetti all’accumulo di polvere”, ha spiegato il team.
La galleria del vento utilizzata per gli esperimenti aveva una lunghezza di 21 m e un’altezza e una larghezza di 1,2 m, rispettivamente. Per simulare gli ambienti desertici, le particelle di polvere fine sono state introdotte dalla sezione superiore della galleria del vento a una velocità di 5 m/s. Quattro pannelli fotovoltaici identici, di 670 mm di lunghezza e 350 mm di larghezza, sono stati posizionati in fila all’interno della galleria.
“L’esperimento è stato condotto per una durata di circa 14 giorni, durante i quali la temperatura media dell’aria era di 12 C e l’umidità dell’aria del 25%, senza precipitazioni registrate nel periodo del nostro esperimento”, hanno aggiunto gli accademici. “Per garantire l’affidabilità dei risultati, tutti i test sono stati condotti in triplice copia e il valore medio è stato registrato per l’analisi”.
Per verificare l’impatto delle diverse inclinazioni dei pannelli, il team ha posizionato i pannelli a 0°, 15°, 30°, 35°, 45° e 60°. Secondo i risultati, all’aumentare dell’angolo di inclinazione, l’accumulo di polvere sul primo pannello presenta un andamento quasi esponenziale, mentre gli ultimi tre pannelli mostrano un aumento iniziale seguito da una diminuzione.
“L’accumulo massimo di polvere si verifica ad angoli di inclinazione compresi tra 30° e 35°. Rispetto all’accumulo di polvere con un angolo di inclinazione pari a zero, l’accumulo di polvere su PV2, PV3 e PV4 può aumentare rispettivamente del 50%, 200% e 275%”, hanno dichiarato gli studiosi. “Questi risultati suggeriscono che l’ottimizzazione dell’angolo di inclinazione dei pannelli fotovoltaici può ridurre efficacemente l’impatto dell’accumulo di polvere”.
Il team ha poi analizzato gli effetti della direzione del vento sulla deposizione di polvere, testando angoli da 0 a 90° tra i pannelli e il flusso del vento. “La massa di polvere depositata su PV1 inizialmente aumenta prima di diminuire successivamente con il variare della direzione del vento. Al contrario, la massa di polvere su PV2, PV3 e PV4 mostra un aumento iniziale seguito da una diminuzione esponenziale all’aumentare dell’angolo di direzione del vento”.
Per quanto riguarda le diverse altezze di montaggio, i pannelli nel tunnel sono stati testati a 10 cm, 20 cm, 30 cm e 40 cm. “Una scoperta significativa di questa ricerca è che, quando la distanza tra i pannelli supera il doppio dell’altezza del pannello, l’influenza reciproca sulla deposizione di polvere diventa trascurabile, informando così le migliori pratiche per la spaziatura dell’installazione”, ha detto il gruppo.
I risultati sono stati presentati in “Dust deposition characteristics on photovoltaic arrays investigated through wind tunnel experiments”, pubblicato su Scientific Reports.
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