Sebuah tim peneliti Eropa menyelidiki dampak polusi pasir dan debu pada modul fotovoltaik di Oman. Mereka mengumpulkan 60 sampel pada musim, bulan, dan sudut kemiringan yang berbeda.
Para ilmuwan dari Imperial College London dan Institut Teknologi Karlsruhe menyelidiki dampak polusi pasir dan debu pada permukaan kaca modul surya di Oman. Separuh wilayah Oman adalah gurun.
Mereka mempelajari dampak polusi pasir dan debu terhadap kinerja daya optik dan listrik panel fotovoltaik. Rekan penulis studi Christos Markides mengatakan kepada wartawan: "Kami juga telah melakukan analisis ekonomi terhadap polusi debu, namun belum dipublikasikan. Hasilnya menunjukkan bahwa kerugian ekonomi sangat bergantung pada lokasi spesifik."
Penelitian ini didasarkan pada 60 sampel yang dikumpulkan dari stasiun pengolahan limbah di Muscat, ibu kota Oman.
Makalah tersebut menyatakan: "Memperkirakan pembangkit listrik dari instalasi fotovoltaik sebenarnya masih merupakan tantangan karena kerugian akibat polusi debu mungkin terlalu besar/diremehkan. Kerugian akibat polusi debu sangat bergantung pada ukuran partikel, bentuk, dan spektrum terkait, yang dapat berdampak signifikan pada kinerja fotovoltaik panel. Dalam makalah ini kami menyajikan hasil kampanye pengujian eksperimental luar ruangan yang ekstensif terhadap kontaminasi pasir dan debu, menerapkan teknik karakterisasi terperinci sambil memperhitungkan kerugian yang diakibatkannya."
Dalam makalah, "Karakterisasi pengotoran permukaan kaca dan dampaknya terhadap kinerja fotovoltaik optik dan surya," yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal Renewable Energy, Markides dan rekannya menjelaskan bahwa sampel uji diproduksi dengan benda uji yang terbuat dari kaca besi. Dalam industri tenaga surya, kupon ini sering digunakan untuk merangkum lapisan atas modul fotovoltaik. Mereka mengumpulkan sampel kaca setiap akhir bulan pada tahun 2021, untuk membedakan antara musim hujan dan musim kemarau. Dalam setiap periode pengumpulan, peneliti mengumpulkan empat sampel dengan sudut kemiringan 0, 23, 45, dan 90 derajat.
Mereka kemudian mengirim sampel tersebut ke London untuk pengujian transmisi cahaya. Analisis menunjukkan bahwa transmisi relatif sampel horizontal menurun sebesar 65% pada musim hujan, 68% pada musim kemarau, dan 64% sepanjang tahun.
Tim peneliti menambahkan: "Sebagai perbandingan, transmisi relatif benda uji vertikal masing-masing menurun sebesar 34%, 19%, dan 31%. Rata-rata benda uji basah, benda uji kering, dan benda uji satu tahun pada tiga kemiringan berbeda sudut Transmisi relatif berkurang masing-masing sebesar 44%, 49% dan 42%."
Berdasarkan hasil tersebut, peneliti menghitung perkiraan kehilangan daya modul PV monokristalin pada kondisi pengujian standar, yaitu intensitas radiasi 1000 W/m2 dan suhu 25 derajat Celcius.
Mereka menambahkan: “Penurunan transmitansi relatif yang diukur menggunakan sampel horizontal musim hujan, musim kemarau, dan sepanjang tahun masing-masing setara dengan 67%, 70%, dan 66% dari perkiraan penurunan relatif pembangkit listrik. Diperkirakan pada sudut kemiringan lokal sebesar 23 derajat, bulanan Hilangnya transmisi relatif sekitar 30%, mengakibatkan penurunan sekitar 30% pada daya fotovoltaik relatif setara di lokasi penelitian setiap bulannya."
Para ilmuwan kemudian menggunakan sinar-X dan mikroskop elektron untuk menganalisis karakteristik partikel tanah. Karena semua sampel kaca diambil dari tempat yang sama, para ilmuwan berasumsi bahwa kotoran tersebut memiliki karakteristik material yang persis sama. Oleh karena itu, mereka hanya menganalisis spesimen kaca horizontal pada musim hujan dan kemarau serta sepanjang tahun.
Mereka menekankan: “Hasil difraksi sinar-X (XRD) menunjukkan bahwa benda uji polusi pasir dan debu sepanjang tahun mengandung berbagai mineral, seperti silika, kalsium karbonat, kalsium magnesium karbonat, titanium dioksida, besi karbida, dan aluminium silikat. Gambar sebaran unsur menyoroti senyawa-senyawa yang dilaporkan berdasarkan analisis XRD.Unsur yang paling dominan adalah silikon (Si), unsur sisanya antara lain karbon (C), oksigen (O), natrium (Na), magnesium (Mg), aluminium (Al), kalsium (Ca) dan zat besi (Fe).
Para peneliti juga menemukan bahwa sampel musim kemarau memiliki lebih banyak partikel PM10 dibandingkan sampel musim hujan. PM10 adalah partikel yang dapat terhirup dengan diameter kurang dari 10 mikron. “Studi ini juga menunjukkan bahwa curah hujan berkala secara alami dapat menyapu bersih akumulasi partikel besar, namun tidak dapat menyapu partikel kecil,” jelas mereka dalam makalah tersebut.