EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF DUST DEPOSITION ON PHOTOVOLTAIC MODULE ENERGY PERFORMANCE

Abstract

ABSTRACT

Nowadays, solar energy has become an important and very beneficial source of our life and for our environment. The photovoltaic panel is the most used technology grace to its accessibility to achieve a clean energy future. The performance of photovoltaic panels is affected by the climatic and environmental conditions of their place of installation. The deposition of dust on the surface of a PV panel is one of the factors that degrades the performance of PV module. PV module temperature has a negative effect on the efficiency of photovoltaic systems, too. In our experimental study, we examine the effect of dust deposition on the electrical and thermal performance of photovoltaic panels. Four identical PV panels (PV1, PV2, PV3 and PV4) of 50 W were experimented at inclined at 40° with respect to the horizontal to better see the degradation of the performance of photovoltaic panels. According to the results of this study, it was found that for 61 μm dust particles, the average powers generated by the PV2, PV3 and PV4 panels were reduced by 18.57%, 30.34% and 45.25%, and the reduction in average electrical efficiency was 2.5%, 4.1% and 6% by reference to the PV1 panel. The exergy efficiencies of PV2, PV3 and PV4 decreased by 2.8%, 4.4% and 6.7% compared to PV1. Comparing with PV1, for 109 μm dust particles, the results showed that the average power degradation generated by the PV2, PV3 and PV4 panels was 13.31%, 20.36% and 26.66% and the reduction in efficiency average electricity was respectively 1.7%, 2.7% and 3.6%. Exergy efficiency reduction was 2%, 2.9%, and 4.2%, respectively.

ÖZET

Günümüzde güneş enerjisi, yaşamımız ve çevremiz için önemli ve çok faydalı bir kaynak haline gelmiştir. Fotovoltaik panel, temiz bir enerji geleceği elde etmek için erişilebilirliği açısından en çok kullanılan teknolojidir. Fotovoltaik panellerin performansı, kuruldukları yerin iklim ve çevre koşullarından etkilenir. Bir PV panelin yüzeyinde toz birikmesi, PV panelin performansını düşüren faktörlerden biridir. Deneysel çalışmamızda, toz birikiminin fotovoltaik panellerin elektriksel ve termal performansı üzerindeki etkisini inceledik. Fotovoltaik panellerin performansındaki düşüşü daha iyi görmek için yataya göre 40°'de eğimli olarak 50 W'lık dört özdeş PV paneli (PV1, PV2, PV3 ve PV4) denendi. Bu çalışmanın sonuçlarına göre 61 μm toz partikülleri için PV2, PV3 ve PV4 panellerinin ürettiği ortalama güçlerde %18,57, %30,34 ve %45,25 oranında azalma olduğu ve ortalama elektrik verimliliğinde azalmanın ise PV1 paneline göre %2,5, %4,1, ve %6 olduğubelirlenmiştir. PV2, PV3 ve PV4 ekserji verimleri PV1'e göre 2,8%, 4,4% ve 6,7% azalmıştır. PV1 ile karşılaştırıldığında, 109 μm toz parçacıkları için sonuçlar, PV2, PV3 ve PV4 panelleri tarafından üretilen ortalama güç kaybının sırasıyla %13,31, %20,36 ve %26,66 ve ortalama elektrik verimliliğindeki düşüşün sırasıyla %1,7, %2,7 ve %3,6 olduğunu gösterdi. Ekserji verimliliğinde azalma sırasıyla %2, %2,9 ve %4,2 idi.