太陽光発電パネルの性能を自社で強化

Rapporti scientifici Volume 12,

Scientific Reports volume 12、記事番号: 21236 (2022) この記事を引用

2793 アクセス

10 オルトメトリック

メトリクスの詳細

太陽光発電 (PV) ソーラーパネルは、塵の蓄積によって悪影響を受けます。塵埃密度が点ごとに異なるため、ホットスポットが形成される危険性が高まります。したがって、PV パネルの表面に蓄積した塵を減らすために、準備された PDMS/SiO2 ナノコーティングが使用されました。ただし、これらのコーティングの有効性は地理的および気候的要因に大きく影響されます。 3 つの同一の PV モジュールを設置して、同等の実験テストを同時に実行しました。最初のモジュールは調製した PDMS/SiO2 ナノコーティングでコーティングされ、2 番目のモジュールは市販のナノコーティングでコーティングされ、3 番目のモジュールはコーティングされておらず、参照として機能します。調製されたナノコーティングは疎水性であり、自己洗浄効果がありました。参照パネル (RP)、市販ナノコートパネル (CNP)、および調製済みナノコートパネル (PNP) の曲線因子は、それぞれ 0.68、0.69、および 0.7 でした。屋外条件に 40 日間さらした後、RP パネルと PNP パネルの表面の粉塵密度は、それぞれ 10 g/m2 と 4.39 g/m2 でした。したがって、ナノコーティングされたパネルの効率は、参照パネルの効率より 30.7% 高いことがわかりました。

太陽放射は 3 つの主な波長帯に分類できます。 400 nm 未満の波長の紫外線 (UV) 放射 (3.1 eV を超えるエネルギーを持つ光子)。 400 ～ 760 nm の波長の可視 (VIS) 放射線 (1.6 ～ 3.1 eV の光子エネルギー)。 760 nm を超える波長の赤外線 (IR) 放射 (1.6 eV 未満の光子エネルギー)。近赤外線 (NIR) の範囲は最大 4 m1 です。エジプトは太陽放射量が高く、世界の年間放射量は 2000 kWh/m22 を超えています。太陽光変換システムの最適な向きは赤道に向かうことであり、北半球では南向きになります (方位角 = 0)。南半球では北を向く方向（方位角 = 180）。最適な傾斜角は、その場所の緯度と曜日の影響を受けます3。エジプトでは、捕捉される太陽エネルギーを最大化するための PV モジュールとコレクターの最適な傾斜角は βopt = φ ± 15°4 です。太陽光発電技術は現在、水力発電と風力発電に次いで世界で 3 番目に広く使用されている再生可能エネルギー源です。さらに、化石燃料からの電気は 400 g ～ 1000 g CO2/kWh の CO2 排出を引き起こしますが、シリコンベースのソーラーパネルからの CO2 排出はごくわずかです5。 PV モジュールのメーカーが提供するパラメータは、標準テスト条件 (STC) で測定されます。しかし、このような状況は現場では珍しいものです。 I-V 特性の実験的測定は、すべての PV システムの品質と性能の証拠として機能するため、非常に重要です。短絡電流 (Isc) と開放回路電圧 (Voc) は、IV 曲線と PV 曲線の重要な特性です。 IV 曲線上の各点について、電流と電圧の積がその動作条件での電力出力を表します。曲線因子 (FF) は、Pm と Isc Voc の積の比として定義され、曲線の直角度を定義します6。 I-V 曲線を測定してプロットする最も簡単な方法は、抵抗負荷を使用することです。これは、複数の抵抗値を持つ電力抵抗器の組み合わせで構成され、短時間で小さな抵抗値から高い抵抗値に徐々に切り替えられます。各抵抗値は、I-V 曲線上の動作点とみなされます7。塵の蓄積による放射線損失により、太陽光発電の出力が低下します。 PV 表面上の任意の点での塵の蓄積が変化すると、PV アレイに入る太陽光の分布が変化し、PV パネルに損傷を与えるホットスポットが発生する可能性が高まります8。粉塵密度が高くなると、PV の短絡電流、開放電圧、出力電力が減少します。密度 10g/m2 の粉塵は、最大 PV 出力を約 34% 低下させる可能性があります9。太陽電池モジュールの性能を維持するには、太陽電池モジュールの定期的な清掃が不可欠です。いくつかの PV モジュールのクリーニング技術が利用可能で、手動、自動、またはセルフクリーニングに分類できます。手作業による清掃の主な問題は、水と電気の消費量が多いことです。自動化プロセスには電力も必要であり、初期コストが非常に高くなります。したがって、疎水性コーティングなどの自己洗浄方法は、PV モジュールのメンテナンスに適した選択肢です。コーティングプロセスでは電気を必要とせず、洗浄中にパネルを損傷することもありません。このプロセスはより信頼性が高く、安価です10。ナノシリカ、二酸化チタン、酸化亜鉛などのナノフィラーを使用すると、大規模な工業用途向けの疎水性コーティングを作成できることが十分に確立されています。定義上、疎水性ナノコーティングには、コーティング特性、つまりナノスケールの疎水性コーティングの形態において中心的な役割を果たす少なくとも 1 つのナノサイズの成分が含まれています 11。市販の疎水性 SiO2 コーティングナノ材料の使用により、太陽光発電モジュールの全体的な性能が向上しました。 PV システムの全体的な効率を示す出力は、ほこりの多いモジュールと比較して 15% 増加し、毎日手作業で清掃したコーティングされていないモジュールと比較して 5% 増加しました。エネルギー源を一切使用せずに塵を除去できるため、太陽光発電モジュールの全体的な効率が向上しました12。同等の実験テストを同時に実行するために、2 つの PV モジュールが設置されました。最初のモジュールは SiO2 ナノ粒子でコーティングされていますが、2 番目のモジュールはコーティングされておらず、対照として機能します。マイクロクロスを使用して、準備したナノ粒子溶液を洗浄したガラスにコーティングしました。接触角は約106.02°です。 Wenzel-Baxter の定義によれば、この角度は疎水性であると考えられます。コーティングされたモジュールの平均電気効率は約 13.79% ですが、コーティングされていないモジュールの平均電気効率は約 13.29% です。表面が定期的に清掃されていない場合でも、コーティングされたパネルは 13% 多くの出力を生成することが発見され、結論付けられました 13。

この研究の主な貢献は、PDMS/SiO2 疎水性ナノコーティングを使用して、時間の経過とともにパネルの表面に蓄積する塵埃を減らし、それによってコスト、労力、および洗浄時の水の消費量を削減することで、太陽光発電パネルの性能を向上させることです。農業環境における収穫期や夏期の高温と粉塵含有量に代表される、過酷な屋外条件におけるナノコーティング後のパフォーマンスを監視します。コンプレッサーを使用したスプレーによってソーラーパネルにナノコーティングを塗布する。これは、布を使用してナノコーティングを塗布したり、浸漬コーティングによってナノコーティングを塗布した以前の研究とは異なり、パネルの広い面積に商業的に使用できる方法である13。調製されたナノコーティング、市販のナノコーティング、およびコーティングされていない参照パネルを比較すると、調製されたナノコーティングの優れた特性と高い効率が示されました。

金属酸化物ナノコーティングは、エジプト、カイロのナスル市にあるエジプト石油研究所で調製されました。屋外実験は、北緯 30.529264 度、東経 30.4213071 度、海抜 6 m に位置するエジプトのベヘイラ県イタイアルバルードで実施されました。ナノコーティングの特性 (化学的および物理的) 分析は、国立研究センター、エジプト石油研究所、およびアレキサンドリア大学理学部の電子顕微鏡ユニットで実施されました。

太陽光発電システムは 3 つの主要なコンポーネントで構成されます。 PV パネル、充電コントローラー、12v 9A.h。バッテリー、DC ポンプ、その他の電気コンポーネント (ワイヤーや MC4 など)。

ポンプシステムを動作させるための電力を生成するために 3 つのパネルが使用されました。図 1 および表 1 のデータシートに示すように、各パネルの定格電力は 100 W です。

Pv パネル。

ソーラー充電コントローラーは、ソーラーパネルの出力を調整および制御することでバッテリーを充電するために使用されます。また、バッテリーを過充電または過放電から保護します。 PWM 12v、10 A ソーラー充電コントローラーを図 2 に示し、そのデータシートを表 2 に示します。

太陽光発電システムのブロック図:

バッテリーは一般に、日中に太陽光発電パネルによって生成されたエネルギーを貯蔵し、必要なとき（夜間または曇りの日）に電気負荷を供給するために太陽光発電システムで使用されます。さらに、ソーラーチャージコントローラーとオフグリッドインバーターを動作させるためにバッテリーも必要です。 Ultracell UXL9-12 バッテリーを図 2 に、そのデータシートを表 3 に示します。

12VDC、72W 図 2 に示す自吸式高圧ダイヤフラム水ポンプは、PV パネルの DC 負荷として使用され、ポンプのデータシートは表 4 に示されています。

太陽光発電システムのブロック図とそのコンポーネントの接続を図 2 に示します。

ISM 400 日射量計を使用して放射照度を W/m2 単位で測定しました (図 3a)。デジタルマルチメータを使用して、電圧 (V)、電流 (A)、抵抗 (Ω) を測定しました (図 3b)。デジタルクランプメーターを使用して、導体に物理的に接触せずに導体内の電流を測定しました (図 3c)。デジタル赤外線温度計 (DT8011T) を使用して、PV パネルの表面温度を測定しました (図 3d)。

測定装置。

ナノコーティング調製実験は2021年4月から2022年5月まで、屋外実験は2022年5月から2022年7月まで実施されました。測定は日中の午前8時から午後4時まで毎時行われました。測定内容は、日射量、PV パネルの表面温度、PV パネルの出力（直流電流、直流電圧）、ポンプの吐出量、圧力、塵埃蓄積密度 g/m2、IV 特性などです。ナノコーティングの特性、化学的および物理的分析（接触角、光透過率、分子サイズの測定、ナノコーティングの成分パーセント、原子写真撮影）は、エジプト石油研究所の国立研究センターの原子顕微鏡ユニットで実施されました。アレクサンドリア大学理学部。

ポリジメチルシロキサン (PDMS) 前駆体パート A (Sylgard184 エラストマーベース、3 gm)。トルエンと無水エタノールを混合しています。次に、PDMS と混合した 5%(w/v) ケイ酸ナトリウム 20 ml、無水エタノール 80 ml、および水酸化アンモニウム NH4OH 2 ml を加え、マグネチックスターラーで 30 ～ 35 °C で 2 時間撹拌します。その後、サンプルを 24 時間放置します。得られた淡白色固体生成物を再蒸留水で十分に洗浄してイオンを除去した後、4000 rpmで10分間遠心分離し、70℃で2時間乾燥した。

サンプルは以下の手順で調製しました。PDMS/SiO2 ナノ複合材料をエタノール、イソプロパノール、およびその硬化剤と混合しました (サンプルの PDMS/SiO2 ナノ複合材料と硬化剤の重量比は 10:1 でした)。次いで、混合物を超音波洗浄機（２９ｋＨｚ、１５０Ｗ）を用いて約３０分間均一に溶解した。次に、調製したナノコーティングをスプレーコーティングによって PV パネルに塗布しました。

日射量（放射照度 W/m2）はデジタル日射計を用いて 1 時間ごとに測定した。図3aに示すように、放射照度計はソーラーパネルの角度と同じ角度（15°）に傾けられました。

電気出力は、式 1 に従ってワットの法則から計算されました。 (1)14．

ここで、V は PV パネル電圧 (V)、I は PV パネル電流 (アンペア) です。

PV パネルの効率 (ηpv) は、PV パネルの出力電力と入力太陽光電力の比として計算されました (式 2)。

ここで、A は PV パネル表面積 (m2)、G は日射量 (W/m2) です。

FFは、開放電圧Vocと短絡電流Iscの積から得られる理論最大電力とピーク電力(Pmp)の商で決まり、式(1)から計算されます。 (3)15．

ここで、FF はフィルファクタです。

これらの曲線から、Voc、Isc、Vmp、Imp、Pmp、FF などの多くのパラメーターと値を取得できます。 PV パネルの特性は、PV パネルに接続される負荷抵抗（図 4）を変えることによって変えることができます16。負荷抵抗を増やすことにより、モジュールの出力電圧と電流の値はそれぞれ 0 V から Voc に、Isc から 0 に変化しました7。 I-V 曲線は電圧と電流をプロットすることで得られ、P-V 曲線は電圧と計算された電力をプロットすることで得られます。可変抵抗としては、0.10Ωから24Ωまでの異なる抵抗値を持ち、測定ごとに0.5Ωずつ増加する電力抵抗器を組み合わせたものを使用しました（図4）。

可変抵抗負荷と 10 W の電力抵抗器。

ナノコーティングの表面形態は、Quanta FEG250 走査型電子顕微鏡で観察されました。低倍率 (8000 倍) および高倍率 (30,000 倍) でのサンプルの代表的な画像を図 5 に示します。SEM 画像は、疎水性、ひいては接触角にとって重要な要素であるナノコーティングの表面粗さを示しています。 Wenzel と Cassie のモデルによれば、ナノコーティングによりナノおよびマイクロスケールでの表面粗さが増加し、これにより疎水性と接触角が増加しました17。

PDMS/SiO2 ナノコーティングの SEM 画像。

図 6 は、ナノコーティングの EDX スペクトルを示しています。 Si と O の存在は、コーティング全体にシリカナノ粒子が適切に分散していることを示唆しており 18、EDX データによって間違いなく裏付けられており、O とともに C の存在が、使用される機能化化学物質の原因となります。Ｏ、Ｓｉ、Ｃの重量パーセントは、それぞれ４１．９９、４０．６６、１７．３５％であった。

ナノコーティング用のエネルギー分散分光法 (EDS)。

透過型電子顕微鏡 (TEM) は、NP の構造、サイズ、分布パターンを決定するための重要な技術です19。金属酸化物ナノ粒子は PDMS ポリマー中によく分散されています。 (図 7) に示すように、平均ナノ粒子サイズは 11 nm でした。 PDMS の疎水性鎖を通じて、PDMS-SiO2 ナノ粒子は互いに架橋し、さらに異なるサイズのクラスターの形成、そしてマイクロナノ構造の形成につながります。図 7 に示すように、クラスターの平均サイズは 80 nm でした。すべての TEM 画像の倍率は 100 nm でした。

PDMS-SiO2 ナノコーティングの TEM 画像。

の紫外可視分光曲線は、ナノコーティングが可視光範囲で高い透過率を持っていることを示しています（図8）。調製されたナノコーティングの平均透過率は可視光範囲 (400 ～ 800 nm) で 91% であり、ナノコーティングは UV (200 ～ 390 nm) 放射線に対して耐性がありました。

PDMS/SiO2 ナノコーティングの UV-Vis 分光法。

フーリエ変換赤外分光法 (FTIR) は、スペクトルバンドから特徴的な官能基を識別する技術であり、これにより、ナノ材料と吸着された生体分子間の共役を決定することができます 20。分析は、400 ～ 4000 cm-1 の入射赤外スペクトルに対するサンプルの吸光度を測定することによって決定されます (図 9)。主要なスペクトルバンドとスペクトルバンドの特徴的な官能基を表 5 に示します。

PDMS/SiO2 ナノコーティングのフーリエ変換赤外分光法。

接触角は 0° から 180° まで変化し、表面が親水性か疎水性かを定性的に識別するために使用できます。接触角は、液体に作用する接着力 (液体対固体) と凝集力 (液体対液体) の相対的な大きさの測定値です。接触角測定は、おそらく固体の表面張力を測定するために最も頻繁に使用される方法です。接触角の測定に最も広く使用されている 3 つの方法は、固着滴法、キャプティブバブル法、およびウィルヘルムプレート法です。使用される固着滴実験では、完全に精製された液体の液滴がシリンジまたはマイクロピペットを使用して固体表面に投与されます。通常、低倍率顕微鏡の接眼レンズに配置されたゴニオメーターは、液滴を観察し、結果として生じる接触角を計算するために使用されます21。接触角は、Data Physics Instrument Gmbh 社によって製造された OCA 15EC 接触角モデルを使用して、サンプル上の水滴形状を操作することによって測定されました。調製したナノコーティングの水接触角は 123 度でした。これは、PDMS/SiO2 ナノコーティングが疎水性であることを意味します (図 10)。

ガラス基板上の PDMS/SiO2 ナノコーティングの水接触角。

クリーンなリファレンスパネル (RP)、市販のナノコートパネル (CNP)、および調製済みナノコートパネル (PNP) の IV 曲線を図 11 に示し、重要な点を表 6 に示します。短絡電流 Isc は、日射量 960 ± 7 W/m2 および PV パネル表面積 0.6 m2 の場合、開回路電圧 Voc はそれぞれ 5.69、5.7、および 5.82 A、開回路電圧 Voc はそれぞれ 20.3、20.5、および 20.7 V でした。準備されたナノコーティングされたパネルの特性および効率は、基準および市販のナノコーティングされたパネルのものよりも高かった。これは、ナノコーティングの表面に広く広がる粗さとナノマイクロスケールのピラミッド形状によるもので、パネル表面での光の反射率が低下します22。

RP、CNP、および PNP の I-V 曲線。

図12に示すように、クリーンリファレンスパネル（RP）、市販ナノコートパネル（CNP）、および調製済みナノコートパネル（PNP）の最大電力Pmaxは、それぞれ78.5、81.4、および84.4Wでした。

RP、CNP、および PNP の P-V 曲線。

クリーンリファレンスパネル (RP)、市販ナノコートパネル (CNP)、および調製済みナノコートパネル (PNP) の曲線因子は、それぞれ 0.68、0.69、および 0.7 でした。主なパラメータを表 7 に示します。ナノコーティングされたパネルは最も高い Imp と Vmp を生成するため、最も高いフィルファクターを持つパネルになります。これは、他のパネルと比較して効率が高いことを示しています23。

リファレンスパネル (RP) およびナノコート処理済みパネル (PNP) の出力は、パネル表面の塵の蓄積密度の増加により、時間の経過 (40 日) とともに低下します。塵は太陽光と太陽電池の間の障壁として機能し、太陽光の大部分を捕捉するため、太陽電池パネルの容量が低下します。各パネルの塵埃蓄積密度の違いにより、RP と PNP の電力差は時間の経過とともに増加します。 RP と PNP の平均電力は、次のとおり、初日は 65.2 ワットと 69.4 ワット、10 日後は 58.6 と 65.1、20 日後は 51.9 と 62.6、30 日後は 45.8 と 58.5、40 日後は 37.9 と 54.8 でした。 (図13)。 RP と PNP の 40 日以内の電力低下の割合は、それぞれ 42% と 21% に達しました。

40 日以内の RP および PNP 電力の劣化。

RP および PNP 電力の低下は、PV パネルに接続されているポンプの吐出量の低下につながります。時間の経過とともに各パネルの出力差が増大するため、RP と PNP に接続されたポンプ間の吐出量の差が増大します。 RP ポンプと PNP ポンプの平均吐出量は、初日は 223.6 および 236.6 L/h、10 日後は 206.2 および 228.6、20 日後は 187.1 および 225.6、30 日後は 167.2 および 213.5、40 日後は 137.4 および 197.7 L/h でした。図 14 に示すように、40 日以内のポンプの吐出量劣化の割合は、RP と PNP でそれぞれ 39% と 16% に達しました。

40 日以内の RP および PNP ポンプの吐出量の劣化。

時間の経過とともに太陽電池パネルの表面に塵や汚れが継続的に蓄積し、塵埃の密度が不均一になると、太陽電池セルに部分的な影が生じ、太陽電池セルの生産性が相互に異なります。低出力セルは、高出力セルに対する負荷または抵抗として機能します。内部抵抗が高いため、パネルの温度が上昇します。 RP と PNP の平均気温は、図に示すように、初日はそれぞれ 41.6 ℃と 41.0℃、10 日後は 42.3 ℃と 41.4℃、20 日後は 43.0 ℃と 42.0℃、30 日後は 44.2 ℃と 43.1℃、40 日後は 45.7 ℃と 44.5℃でした。 RP と PNP の 40 日以内の体温上昇率は、それぞれ 9.85% と 8.5% に達しました。以前の研究では、効率が 0.5%/1 °C 低下することが判明しました24。 RP パネルと PNP パネル間の温度差は、粉塵密度に応じて時間の経過とともに増加し、1.2 °C に達し、RP パネルの効率が 0.6% 低下しました。

40 日以内の RP および PNP 温度。

ソーラーパネルの表面に蓄積される塵の密度が増加するため、ソーラーパネルの効率は時間の経過とともに徐々に低下します。各パネル上の塵埃の密度の違いにより、RP と PNP の効率には時間の経過とともに大きな差が生じます。 RP および PNP の平均粉塵密度は、初日は 0.00、0.00 g/m2、10 日後は 2.80、1.50、20 日後は 4.76、2.10、30 日後は 7.76、3.50、40 日後は 10.00、4.30 g/m2 でした。、それぞれ。これは、ナノコーティングの自己洗浄特性によるもので、PNP 表面に蓄積する塵の量が減少します。 RP および PNP の平均効率は、初日で 13.99%、14.85%、10 日後 12.40%、13.79%、20 日後 11.30%、13.38%、30 日後 9.59%、12.41%、および 8.32%、12.01% でした。図 16 に示すように、それぞれ 40 日後。

40日以内の粉塵密度(g/m2)とパネル効率(%)。

40 日間気象条件や粉塵にさらした後、直径 0.5 mm のオリフィスを通して 4 L の水を各パネルの表面に 2 分間で噴霧し、自己洗浄特性をテストしました。散水前のRPおよびPNP上の粉塵密度は10および4.30 g/m2であったが、水噴霧後の粉塵密度はそれぞれ4.80および1.12 g/m2であった。ナノコーティングの疎水性とその結果として低い表面エネルギーの結果 25、ナノコーティングされたパネル (PNP) では水滴によって塵が 74% 除去されたのに対し、コーティングされていない参照パネル (RP) では 52% 除去されました。 RP と PNP の平均電力は、それぞれ 50.03 W と 65.93 W でした (図 17)。

RP と PNP の電源は水でセルフクリーニングされます。

平均効率はそれぞれ 11.13% と 14.5% でした。時間当たりの平均ポンプ吐出量は、それぞれ 181.2 および 229.0 L/h でした (図 18)。パネルの温度はそれぞれ 43.1 °C と 41.2 °C でした。曲線因子の値は曲線の直角度を表し、PV パネルの品質の目安となります。正常値の範囲は 0.7 ～ 0.8 です。 RP と PNP の場合、曲線因子はそれぞれ 0.63 と 0.69 でした (表 8)。 PNP は出力が大きく、効率が高く、温度と粉塵の蓄積密度が最も低くなります。ナノコーティングされたパネルの疎水性と自己洗浄特性により、水滴が転がり落ちてパネル表面から大量の埃を除去しました。

RP、PNPは水による自己洗浄後に排出します。

この研究は、PDMS/SiO2 疎水性ナノコーティングを使用して、時間の経過とともにパネル表面の塵の蓄積を減らし、それによって洗浄時のコスト、労力、水の消費量を削減することで、太陽光発電パネルの性能を向上させるために実施されました。この研究の結果に基づいて、次の結論が得られました。

PV パネルの性能は、疎水性ナノコーティングによって強化されました。ナノコーティングは可視光範囲 (400 ～ 800 nm) で良好な透過率を示します。ナノコーティングの疎水性とそれに伴う自己洗浄特性の結果、屋外条件に 40 日間さらした後の PNP 上の蓄積ダスト密度は、コーティングされていない参照パネルと比較して 57% 減少しました。さらに、水滴による塵埃の除去率は、RP の 52% に対し、PNP では 74% でした。ナノコーティングされたパネルの効率は、参照パネルよりも 30.7% 高かった。ナノコーティングされたパネルは、PDMS/SiO2 疎水性ナノコーティングにより、参照パネルや以前の研究 13 と比較して出力と効率が高いことが判明し、結論付けられています。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

Polo, J.、Martín-Pomares, L. & Sanfilippo, A. 太陽資源マッピング: 基礎と応用 (Springer、2019)。

Google Scholar を予約する

Dousoky, GM、El-Sayed, A.-HM & Shoyama, M. 太陽光発電パネルのエネルギー効率向上のための配向戦略。 J.パワーエレクトロン。 11(3)、335–341 (2011)。

記事 Google Scholar

Ihaddadene , N. 、Ihaddadene , R. & Charik , A. ムシラ地域 (アルジェリア) の固定式太陽光変換システムの最適な傾斜角。エネルギープロセス改訂 118、63–71 (2017)。

記事 Google Scholar

アリゾナ州ハーフェズら太陽エネルギー応用における傾斜角と方位角 - レビュー。更新します。持続する。エネルギー改訂 77、147–168 (2017)。

記事 Google Scholar

チョードリー、MS et al. 太陽光発電パネルの使用済み材料リサイクルの概要。エネルギー戦略改訂 27、100431 (2020)。

記事 Google Scholar

デュラン、E. 他仮想計測器によって制御される DC-DC コンバータを使用した、PV 発電機の IV/PV 特性曲線の決定。内部。 J. フォトエナジー 2012 (2012)。

Willoughby, A.、Omotosho, T.、および Aizebeokhai, A. 太陽電池モジュールの特性を監視するためのシンプルな抵抗負荷 IV 曲線トレーサ。 2014 年第 5 回国際再生可能エネルギー会議 (IREC): 2014. 1–6。 (IEEE、2014)。

Cristaldi, L.、Faifer, M.、Lazzaroni, M.、Khalil, A.、Catelani, M.、Ciani, L. 太陽光発電所の故障モード解析と診断アーキテクチャ。システムの信頼性と安全性のための技術診断における高度な測定ツールに関する技術診断に関する第 13 回 IMEKO TC10 ワークショップの議事録。 206–211 (2014)。

チェン、Y.ら。太陽光発電パネルへの塵の堆積の影響に関する実験的研究。エネルギープロセス 158、483–489 (2019)。

記事 Google Scholar

Jadhao, M.、Patane, P.、Nadgire, A.、Utage, A. さまざまなソーラーパネルの洗浄方法がそのパフォーマンスに及ぼす影響に関する研究。材料と現代の製造における最近の進歩。 839–857 (Springer、2022)。

Das, S. et al. 超疎水性ポリマーナノコーティングに関するレビュー: 最近の開発と応用。工業工学化学。解像度 57(8)、2727–2745 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Alamri, HR、Rezk, H.、Abd-Elbary, H.、Ziedan, HA & Elnozahy, AJ 疎水性 SiO2 ナノ材料を使用した太陽光発電パネルのエネルギー効率を向上させるための実験研究。コーティング 10(5)、503 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Aljdaeh、E. et al. 粉塵の多い環境における自己洗浄性の疎水性ナノコーティング太陽光発電パネルの性能向上。エネルギー 14(20)、6800 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Ettah、E.、Nawabueze、O.、Njar、GJ ナイジェリアのポートハーコートにおける日射量とソーラーパネルの効率の関係。内部。Ｊ．Ａｐｐｌ．科学。テクノロジー。 1、4 (2011)。

Google スカラー

Willoughby, AA & Osinowo, MOJ ナイジェリア南西部における PV モジュールの性能に対する Harmattan エアロゾル負荷の影響を調査するための電子負荷 IV 曲線トレーサーの開発。ソル。エネルギー 166、171–180 (2018)。

記事 ADS Google Scholar

Duran, E.、Piliougine, M.、Sidrach-de-Cardona, M.、Galan, J.、および Andujar, J. PV モジュールの I-V 曲線を取得するためのさまざまな方法: レビュー。 2008 年第 33 回 IEEE 太陽光発電専門家会議: 2008. 1–6 (IEEE、2008)。

Wang, J.、Wu, Y.、Cao, Y.、Li, G. & Liao, Y. 接触角ヒステリシスおよび広がり作業に対する表面粗さの影響。コロイドポリマー。科学。 298(8)、1107–1112 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

セバスチャン、D.、ヤオ、C.-W. & Lian、I. PDMS/SiO2 を使用したアルミニウム上の超疎水性コーティングの耐摩耗性。コーティング 8(11)、414 (2018)。

記事 Google Scholar

Ji、Z. 生物学研究のための組成および組み合わせナノマテリアルライブラリの使用。科学。ブル。 61(10)、755–771 (2016)。

記事 CAS Google Scholar

リン、P.-C. 他。ナノマテリアルの物理化学的特性評価のための技術。バイオテクノロジー。上級 32(4)、711–726 (2014)。

記事 Google Scholar

Drelich、JW et al. 接触角: 200 年を超える未解決の問題の歴史。サーフィン。イノヴ。 8(1–2)、3–27 (2019)。

Google スカラー

Laad, M. & Ghule, B. 超疎水性コーティングの製造技術: 包括的なレビュー。物理学。ステータス Solidi (A) 219(16)、2200109 (2022)。

記事 ADS CAS Google Scholar

カナレイキン、AI ソーラーモジュールのフィルファクター計算の正確さについて。 IOPカンファレンスシリーズ「地球と環境科学」で。 012018（IOP出版、2021年）。

Ali, HM 相変化材料ベースのシステムを統合した PV 冷却と効率向上の最近の進歩 - 包括的なレビュー。ソル。エネルギー 197、163–198 (2020)。

記事 ADS Google Scholar

Owais、A.、Khaled、M.、Yilbas、BS 3.9 疎水性と表面仕上げ。総合的な材料仕上げの分野で。（ハシュミ編、MSJ）。 137–148 (エルゼビア、2017)。

リファレンスをダウンロードする

科学技術イノベーション資金庁 (STDF) がエジプト知識銀行 (EKB) と協力して提供するオープンアクセス資金。

アル・アズハル大学農業工学部、カイロ、エジプト

サミール・アーメド・タイエル

エジプト、アシュートのアルアズハル大学農業工学部

アショール・イード・アブ・エルマーティ & ユセフ・ファイズ・エルサアダウィ

エジプト石油研究所、カイロ、エジプト

エマン・モハメド・モスタファ

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

EMM はナノコーティングのための化学的準備を支援しました。 YFEは屋外実験を行い、この原稿を書きました。 SAMT と AEEAMH は原稿執筆と科学的検査を支援しました。著者全員が最終原稿を読んで承認しました。

ユセフ・ファイズ・エルサアダウィへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガーネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

オープンアクセスこの記事はクリエイティブコモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブコモンズライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブコモンズライセンスに含まれています。素材が記事のクリエイティブコモンズライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。

転載と許可

Tayel、SA、Abu El-Maaty、AE、Mostafa、EM 他自己洗浄性と疎水性のナノコーティングにより太陽光発電パネルの性能を強化します。 Sci Rep 12、21236 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-25667-4

引用をダウンロード

受信日: 2022 年 8 月 26 日

受理日: 2022 年 12 月 2 日

公開日: 2022 年 12 月 8 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-25667-4

次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。

申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。

Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供

コメントを送信すると、利用規約とコミュニティガイドラインに従うことに同意したことになります。虐待的なもの、または当社の規約やガイドラインに準拠していないものを見つけた場合は、不適切としてフラグを立ててください。

最大電力点の追跡: ソーラーパネルの最適化

トップ 5 UTL インバータ: バイヤーズガイド

ニュース

太陽光発電パネルの性能を自社で強化