伦敦帝国理工学院和卡尔斯鲁厄理工学院的科学家们调查了沙尘污染对阿曼太阳能组件玻璃表面的影响。阿曼的一半国土都是沙漠。

他们研究了沙尘污染对光伏电池板在光功率和电功率性能方面的影响。研究合著者Christos Markides告诉《光伏》杂志：“我们还展开了沙尘污染的经济学分析，但尚未发表。研究结果表明，经济损失在很大程度上取决于具体位置。”

这项研究基于从阿曼首都马斯喀特的一个污物处理站收集而来的60个样本。

论文指出：“由于沙尘污染损失可能被高估/低估，要估算实际光伏装置的发电量仍然具有挑战性。沙尘污染损失在很大程度上取决于颗粒尺寸、形状及相关的光谱，这些对光伏电池板的性能会产生重大影响。在本篇论文中，我们展示了针

对沙尘污染展开的广泛户外实验测试活动的结果，应用了详细的表征技术，同时考虑了由此导致的损失。”

在这篇最近发表在《可再生能源》杂志上的、题为《玻璃表面污垢的表征及其对光学和太阳能光伏性能的影响》的论文中，Markides及其同事解释道，检测样本是由低铁玻璃试片制成的。在太阳能产业中，这些试片常被来封装光伏组件的顶层。他们在2021年的每个月底收集玻璃样本，且区分雨季和旱季两个季节。在每个收集期，研究人员分别采集倾斜角度为0、23、45和90度的四个样本。

随后，他们将这些样本送往伦敦进行透光率测试。分析表明，水平样品的相对透射率在雨季降低65%、在旱季降低68%且全年降低64%。

研究小组补充道：“相比之下，垂直试片的相对透射率分别降低34%、19%和31%。而三种不同倾斜角度的湿试片、干试片和一年试片的平均相对透射率分别降低44%、49%和42%。”

污物处理站

图片：伦敦帝国理工学院，《可再生能源》，知识共享许可协议4.0

基于这些结果，研究人员计算了单晶光伏组件在标准测试条件(即1000瓦/平方米的辐射强度和25摄氏度的温度)下的预期电力损耗。

他们补充道：“采用雨季、旱季和全年水平样本测得的相对透射率降幅分别对应于67%、70%和66%的预测发电量相对降幅。按照23度的局部倾斜角度估计，每月相对透射率损失约30%，导致每月研究地点的等效相对光伏功率下降约30%。”

然后，科学家们使用X射线和电子显微镜分析了土壤颗粒的特征。由于所有的玻璃样品都取自同一个地方，科学家假设它们的污垢具有完全相同的材料特征。因此，他们只分析了雨季和旱季以及全年的水平玻璃试片。

他们强调：“X射线衍射(XRD)结果表明，全年水平沙尘污染试片上含有多种矿物质，如二氧化硅、碳酸钙、碳酸钙镁、二氧化钛、碳化铁和硅酸铝。元素分布图着重展示XRD分析所报告的化合物。最主要的元素是硅(Si)，其余的元素包括碳(C)、氧(O)、钠(Na)、镁(Mg)、铝(Al)、钙(Ca)和铁(Fe)。”

研究人员还发现，旱季样本的PM10颗粒物数量比雨季样本多。PM10是直径小于10微米的可吸入颗粒物。他们在论文中解释道：“研究还证明，周期性降雨可以自然地清洗掉积聚的大颗粒，但无法清除小颗粒。”