Ameliorating Dust Mitigation on Solar Panels along with Drag Force Evaluation Utilizing Hybrid Coating to Repel Dust Particles from Photovoltaic Modules: An Experimental Analysis
محل انتشار: مهندسی مکانیک مدرس، دوره: 25، شماره: 9
سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 17
فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_MME-25-9_002
تاریخ نمایه سازی: 23 آبان 1404
چکیده مقاله:
The performance and lifespan of photovoltaic (PV) systems are significantly affected by soiling dust, and atmospheric particle accumulation which reduces light transmission and energy output, especially in arid and semi-arid climates. This study introduces a hybrid anti-soiling coating that combines passive (surface modification) and active (electrostatic repulsion) mechanisms to enhance dust resistance on PV module glass. The coating, prepared via a sol-gel process using tetraethyl orthosilicate (TEOS), zinc acetate, monoethanolamine (MEA), and aluminum nitrate, was applied through dip coating. Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) imaging confirmed the presence of a thin, uniform layer suitable for light transmission and low resistivity. Optical analysis showed an average transmittance of ۸۵.۲۰% across ۳۵۰–۱۰۰۰ nm wavelengths. Anti-soiling performance was assessed through repeated dust deposition and removal. Under a ۵۰ kV/m electric field, dust removal efficiency improved steadily, with the resistance coefficient increasing from ۹۳.۰% to ۹۷.۱% over six cycles. Passive cleaning was also demonstrated through wind-based testing and image analysis, supported by drag force modeling showing effective detachment of larger particles. Simulations indicated smaller particles were less affected by airflow and needed electrostatic removal. A wind-flow simulation (۵ m/s) on ۶۰°-tilted panels tracked dust accumulation, aligning with experimental results. The hybrid coating resisted coverage loss and maintained performance over multiple cycles. This work demonstrates how combining electrostatic and surface engineered strategies can improve PV durability and self-cleaning, offering a scalable, cost-effective solution for dusty environments
کلیدواژه ها:
نویسندگان
پویا هوشیار
دانشگاه شریف-تهران-ایران
حسام مقدسی
دانشگاه صنعتی اراک-اراک- ایران
علی موسوی
دانشیار مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
پروا هوشیار
دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شریف-تهران-ایران
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :