Một nhóm nghiên cứu châu Âu đã điều tra tác động của ô nhiễm cát và bụi đối với các mô-đun quang điện ở Oman. Họ đã thu thập 60 mẫu ở các mùa, tháng và góc nghiêng khác nhau.
Các nhà khoa học từ Imperial College London và Viện Công nghệ Karlsruhe đã nghiên cứu tác động của ô nhiễm cát và bụi trên bề mặt kính của các mô-đun năng lượng mặt trời ở Oman. Một nửa diện tích Oman là sa mạc.
Họ đã nghiên cứu tác động của ô nhiễm cát và bụi đến hiệu suất năng lượng quang và điện của các tấm quang điện. Đồng tác giả nghiên cứu Christos Markides nói với các phóng viên: "Chúng tôi cũng đã tiến hành phân tích kinh tế về ô nhiễm bụi, nhưng nó vẫn chưa được công bố. Kết quả cho thấy thiệt hại kinh tế phụ thuộc nhiều vào vị trí cụ thể."
Nghiên cứu dựa trên 60 mẫu được thu thập từ một trạm xử lý nước thải ở Muscat, thủ đô của Oman.
Bài viết nêu rõ: "Việc ước tính sản lượng điện của việc lắp đặt quang điện thực tế vẫn còn nhiều thách thức vì tổn thất do ô nhiễm bụi có thể bị đánh giá quá mức/đánh giá thấp. Tổn thất do ô nhiễm bụi phụ thuộc nhiều vào kích thước hạt, hình dạng và quang phổ liên quan, có thể có tác động đáng kể đến hiệu suất của quang điện." Trong bài báo này, chúng tôi trình bày kết quả của một chiến dịch thử nghiệm rộng rãi ngoài trời chống ô nhiễm cát và bụi, áp dụng các kỹ thuật mô tả đặc tính chi tiết đồng thời tính đến những tổn thất phát sinh."
Trong bài báo “Đặc điểm của sự bám bẩn trên bề mặt kính và tác động của nó đến hiệu suất quang điện và quang điện mặt trời” được công bố gần đây trên tạp chí Năng lượng tái tạo, Markides và các đồng nghiệp giải thích rằng các mẫu thử nghiệm được tạo ra bởi mảnh thử nghiệm làm bằng thủy tinh sắt. Trong ngành năng lượng mặt trời, những phiếu giảm giá này thường được sử dụng để đóng gói lớp mô-đun quang điện trên cùng. Họ thu thập các mẫu thủy tinh vào cuối mỗi tháng trong 2{1}}21, phân biệt giữa mùa mưa và mùa khô. Trong mỗi kỳ thu thập, các nhà nghiên cứu đã thu thập bốn mẫu ở các góc nghiêng 0, 23, 45 và 90 độ.
Sau đó, họ gửi mẫu tới London để kiểm tra độ truyền ánh sáng. Phân tích cho thấy độ truyền tương đối của các mẫu nằm ngang giảm 65% vào mùa mưa, 68% vào mùa khô và 64% quanh năm.
Nhóm nghiên cứu cho biết thêm: "So sánh, độ truyền qua tương đối của mẫu thử thẳng đứng giảm lần lượt là 34%, 19% và 31%. Giá trị trung bình của mẫu thử ướt, mẫu thử khô và mẫu thử một năm ở ba độ nghiêng khác nhau góc Độ truyền qua tương đối giảm lần lượt là 44%, 49% và 42%.
Dựa trên những kết quả này, các nhà nghiên cứu đã tính toán mức tổn thất điện năng dự kiến của các mô-đun PV đơn tinh thể trong các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, cụ thể là cường độ bức xạ 1000 W/m2 và nhiệt độ 25 độ C.
Họ nói thêm: "Mức giảm truyền tải tương đối được đo bằng cách sử dụng các mẫu ngang mùa mưa, mùa khô và quanh năm tương ứng với 67%, 70% và 66% mức giảm tương đối được dự đoán trong sản xuất điện. Ước tính ở góc nghiêng cục bộ là 23 độ, hàng tháng. Tổn thất truyền qua tương đối là khoảng 30%, dẫn đến năng lượng quang điện tương đối giảm khoảng 30% tại địa điểm nghiên cứu mỗi tháng."
Sau đó, các nhà khoa học sử dụng tia X và kính hiển vi điện tử để phân tích đặc điểm của các hạt đất. Vì tất cả các mẫu thủy tinh đều được lấy từ cùng một nơi nên các nhà khoa học cho rằng chất bẩn của chúng có đặc tính vật liệu giống hệt nhau. Vì vậy, họ chỉ phân tích các mẫu kính nằm ngang vào mùa khô, mùa khô và quanh năm.
Họ nhấn mạnh: "Kết quả nhiễu xạ tia X (XRD) cho thấy các mẫu thử nghiệm ô nhiễm cát và bụi quanh năm có chứa nhiều loại khoáng chất như silica, canxi cacbonat, canxi magiê cacbonat, titan dioxide, cacbua sắt và nhôm silicat. Hình phân bố nguyên tố nêu bật các hợp chất được báo cáo qua phân tích XRD, nguyên tố chiếm ưu thế nhất là silicon (Si), các nguyên tố còn lại bao gồm carbon (C), oxy (O), natri (Na), magie (Mg), nhôm (Al), canxi (Ca) và sắt (Fe).
Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng các mẫu mùa khô có nhiều hạt PM10 hơn mẫu mùa mưa. PM10 là những hạt vật chất có thể hít phải có đường kính nhỏ hơn 10 micron. Họ giải thích trong bài báo: “Nghiên cứu cũng chứng minh rằng lượng mưa định kỳ có thể cuốn trôi các hạt lớn tích lũy một cách tự nhiên chứ không phải các hạt nhỏ”.