I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica E ng ineering   a nd   Co m pu t er   Science   Vo l.   24 ,   No .   2 N o v em b e r   2 0 2 1 ,   p p .   8 0 3 ~ 8 1 4   I SS N:  2 5 0 2 - 4 7 5 2 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijeecs.v 24 .i 2 . pp 803 - 8 1 4          803       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ee cs.ia esco r e. co m   H ig h per forma nc e of so la r panel b a sed o n new  co o ling  and  clea ning  t ech niqu e       Ahm ed  K hu dh a ir  A bb a s 1 ,   K a leid Wa leed  Abi d 2 ,   O s a m a   I bra him   Abd 3 ,   Yo us if   Al  M a s hh a da ny 4 Abdu lra hm a n H a m m a d J a s im 5   1 De p a rtme n o Co n stru c ti o n   a n d   P ro jec ts,  Un i v e rsity   He a d q u a rter,  Un iv e rsity   o A n b a r,   Ra m a d i,   Ira q   2, 3, 5 Re n e wa b le E n e rg y   Re se a rc h   Ce n ter,  Un i v e rsity   He a d q u a rter,  Un iv e rsity   o A n b a r,   Ra m a d i,   Ira q   4 De p a rtme n o El e c tri c a E n g i n e e rin g ,   C o ll e g e   o E n g i n e e rin g ,   Un iv e rsity   o An b a r,   Ra m a d i,   Ira q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   9 2021   R ev is ed   Sep   19 2 0 2 1   Acc ep ted   Sep   19 2 0 2 1       Th e re   is  a   re q u irem e n fo r   a n   e le c ti v e   we ll sp rin g   o i n e x h a u stib le   a n d   e a rth   fe a sib le  e lec tri c a v it a li t y   b e c a u se   o e x p a n d e d   p o we u se   a n d   a n   u n n a tu ra l   we a th e c h a n g e   issu e th e   wo rl d   o v e r.   Wi th   t h e   a c c u m u latio n   o d u st  a n d   t h e   su rfa c e   tem p e ra tu re   o c e ll o s u n - b a se d   b o a rd i n c re a se ,   th e ir  p ro d u c ti v it y   d ro p sig n ifi c a n tl y .   Co o li n g   a n d   c lea n in g   b y   u sin g   wa ter  c a n   b e   u ti li z e d .   P ro teu s a n d   M i k ro so f twa re   h a v e   b e e n   u se d   to   sim u late   th e   m o d e l   a n d   write  th e   c o d e .   I n   th is  p a p e r,   is  d e sig n   a n d   a n   e x p e rime n tal  s tu d y   sh re wd   c u sto m ize d   c lea n in g   a n d   c o o li n g   sy ste m   f o p h o t o - v o lt a ic  ( PV )   m o d u les   in sta ll e d   in   Ra m a d i,   Ira q .   W h ich   is  sta rted   d e p e n d e n t   o n   lo e ss e n ti a ln e ss   c o m in g   a b o u d u e   to   d u st   a c c u m u latin g   a n d   h i g h   tem p e ra tu re   c o n d i ti o n s.   Th is  wa a tt e m p ted   b y   p re se n ti n g   two   i n d isti n c p h o to v o lt a ic  m o d u les   c lo se   to   o n e   a n o t h e r.   T h e   f u n d a m e n tal  u n it   wa e q u i p p e d   wit h   a   m o d e o f   t h e   c lea n in g   stru c t u re   wh il e   th e   re su lt in g   u n it   wa se e n   a sta n d a rd .   An   u p g ra d e d   c lea n in g   a n d   c o o li n g   m e th o d o l o g y   a re   g o tt e n   wit h   t h e   d a ta   a c q u iri n g   stru c tu re .   An   e x p a n si o n   in   v it a li ty   p ro fit a b il it y   o f   1 2 . 4 %   wa a c q u ired   b e c a u se   o les se n i n g   th e   o p e ra ti o n a a g g ra v a ti o n s   o f   re sid u e   a m a ss in g   a n d   wa rm in g   o th e   b o a rd   s u rfa c e .   Th e   a u to m a ti c   c lea n in g   m e c h a n ism   u se d   in   t h e   sy ste m   re d u c e s h u m a n   stre ss   b y   wa sh in g   t h e   P p a n e wit h   l o w en e rg y   u se .   K ey w o r d s :   C o o lin g   Fro n t w ater   co o lin g   Pan el  ef f icien cy   R en ewa b le  en er g y   So lar   p an el  p o wer   o u tlet   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ah m ed   Kh u d h air   Ab b as   Dep ar tm en t o f   C o n s tr u ctio n   a n d   Pro jects   Un iv er s ity   o f   An b ar ,   R am ad i,  I r aq   E m ail:  Ah m ed 8 9 at@ u o an b ar . ed u . iq k aleid . wale ed @ u o an b ar . ed u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e   i n c r e a s i n g   d e m a n d   f o r   r e n e w a b l e   e n e r g i e s   s o u r c e s ,   p a r t i c u l a r l y   s o l a r   e n e r g y   t o   p r e s e r v e   t h e   e n v i r o n m e n t   a n d   c l e a n l i n e s s   a n d   l a c k   o f   m a i n t e n a n c e   c o m p a r e d   t o   t r a d i t i o n a l   s o u r c e s   o f   e n e r g y ,   a l t h o u g h   t h e   i n i t i a l   c o s t   o f   t h e s e   p r o j e c t s ,   t h a t   m a d e   i n t e r n a t i o n a l   e s t a b l i s h m e n t s   c o m p e t e   t o   r e d u c e   t h e   p r i c e s   o f   t h e   f i t t i n g   o f   t h e s e   s o l a r   s y s t e m s   t o   w i n   b i d s   l a r g e   p r o j e c t s   f o r   t h e   c o n s t r u c t i o n   o f   s o l a r   p l a n t s   d e s p i t e   t h e   w i d e s p r e a d   a n d   n e c e s s a r y   t o   f a c e   s e v e r a l   p r o b l e m s   [ 1 ] [ 2 ] .   R e n e w a b l e   e n e r g y   p l a n t s   a n d   s y s t e m s ,   e s p e c i a l l y   s o l a r   e n e r g y .   A b u n d a n t   y e a r - r o u n d   s o l a r   b r i g h t n e s s   i n   s e v e r a l   n a t i o n s ,   i n c l u d i n g   t h e   M i d d l e   E a s t ,   N o r t h   A f r i c a   a n d   t e c h n o l o g i c a l   d e v e l o p m e n t ,   s o l a r   e n e r g y   h a s   e m e r g e d   a s   a   c h e a p ,   e f f i c i e n t   a n d   e n v i r o n m e n t a l l y   f r i e n d l y   s o l u t i o n   [ 3 ] [ 4 ] .   T h m o s im p o r tan t   p r o b lem s ,   s u ch   as  v o latile  ce m en t   p ar ti cles  in   th air   co n s tr u ctio n ,   p o llu ted   air   in s id b ig   cities  an d   d u s s to r m s ,   esp ec ially   in   ar e as  with   d eser clim ate,   wh ich   ca u s es  th ac cu m u latio n   o f   lay er s   th at  c o m p letely   p r e v en t   th t r ac f r o m   s o lar   r ad iatio n s   [ 5 ] [ 6 ] .   f u r th e r m o r e ,   th e   h et er o g en eity   o f   th ese   lay er s   cr ea tes  h eter o g e n eo u s   s h ad es  as  well,   wh ich   n eg ativ ely   in f lu en ce   th e f f icien cy   a n d   f u n ctio n in g   o f   a   v ir tu al  s o lar   p an el  ac co r d in g   to   th h o ts p o ts   ap p ea r in g ,   it  p r o d u ce s   elec tr ical  cu r r e n ts   e d d y   b etwe en   s o lar   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 8 0 3   -   814   804   p an els  d u to   asy m m etr y   o f   in ter n al  r esis tan ce   o f   s o lar   p an el s .   I n   tu r n ,   will  f o r m   with   o th e r   wea th er   f ac to r s   a   lay er   wh ich   av o i d s   th tr ac k   o f   s o lar   r ad iatio n   to   t h p a n els  well  an d   th u s   r ed u ce   th e   o v er all  y ield   o f   s o la r   s y s tem s   in   ad d itio n   to   life tim e ,   th ese  r an g es f r o m   2 0 % to   5 % o f   th to tal  s y s tem   o u tp u [ 7 ] .   Su ch   d r o p ,   wh ich   is   f r eq u e n tly   m ea s u r ed   b y   th s o ilin g   f r eq u en cy ,   is   s tr o n g ly   in f lu en c ed   b y   f o u r   p r o b lem s ;   1 )   th e   wea th er   c o n d itio n s ,   2 )   p h y s i ca ch ar a cter is tics ,   lik th s ize  o f   d u s p ar ticu lates.  3 )   R o u g h n ess   o f   p h o to v o ltaic  p a n el  s u r f ac es  an d   4 )   t h en v ir o n m en tal  s ite  [ 8 ] .   T o   p r o tect  th en v ir o n m en f r o m   p o llu tio n ,   th clea n est  an d   p er h ap s   m o s av ailab le  en er g y   s o u r ce s   ar s o lar   en er g y .   Go v er n m en ts   ar e   en d ea v o u r in g   to   e n ac laws  an d   r eg u latio n s   to   r eg u late  wo r k   an d   m a k th m o s o f   th o u tp u ts   o f   th ese   en er g ies  [ 9 ] .   T h e   an g le  o f   th e   s o lar   ce ll,  th L o ca tio n   is   im p o r tan wh e r th m o r h o r iz o n tal  th s o lar   p an el   th m o r e   d u s ac cu m u lates  c o n s eq u en tly ,   th a r r iv al  o f   s o la r   r ad iatio n   is   r e d u ce d ,   r esu ltin g   in   th less   o v e r all  p r o d u ctio n   o f   th s o lar   s y s tem   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .     I n   h o clim ates  s u ch   as  th Ar ab ian   Pen in s u la  an d   I r aq ,   wh e r s o lar   ce lls   ar s en s itiv to   h ea t,  m an y   r esear ch er s   h av b ee n   i n ter ested   in   an d   p u b lis h ed   s ev er al  k i n d s   o f   r esear ch   o n   clea n in g   a n d   co o lin g   b ec au s e   o f   its   o b v io u s   im p o r tan ce   in   th o v er all   r etu r n   o f   th e   s o lar   s y s tem ,   th er e   ar s ev er al   ty p es  o f   r esear ch   at   p r esen t a n d   s h o r t f o r   tim an d   ef f o r t w o r k i n g   in   b o th   n u m e r ical  an d   ex p er im en tal  way s   to   o b tain   o p t im izatio n   tech n iq u es   [ 1 2 ] .   Fu r th er m o r e ,   it  was  d etec ted   wh ich   W h e n   th er is   d u s t - s to r m   an d   r ain - f all  at  o n ce ,   T h er ef o r th s o ilin g   lev el  is   i n cr ea s in g   wh en   t h s an d s   ar g ath er ed   W h ich   will m ak cle an in g   m o r d if f ic u lt  later   [ 1 3 ] .   Ou tc o m es o f   o b s er v in g   th p h y s ical  ap p ea r an ce   o f   s an d s   in   Sau d i - Ar ab ia  d is clo s ed   th at  in s tallatio n   o f   d u s d i f f er en t   co n s id er a b ly   r esp ec ts   with   clim ate.   C o m p o s itio n   o f   cr u s tal  elem en ts   s u ch   as  ( Si,  C a,   Na,   Al,   Fe,   K,   an d   Mg )   s h o wed   th at  e n lar g ed   f r o m   ( 4 5 - 6 8 %)  Fo llo win g   s to r m   o f   s an d ,   s p ec if y in g   th at  s tar tin g   p o in t   o f   th s to r m - s et  d u s is   p r im ar ily   d u to   n o n - an th r o p o g en ic  ca u s es;  b u t h o p p o s ite  ar p r o p er   in   s tan d ar d   o r   n o r m al  en v ir o n m en ts   [ 1 4 ] .   As  th tem p er atu r o f   t h s o lar   p an el  in cr ea s es  its   o p en - cir c u it  v o ltag s o   th co n v er s io n   ef f icien c y   is   d ec r ea s es.  B y   co m p ar is o n ,   ch a n g in   s h o r cir c u it  s ee m s   to   b lo b ec au s o f   th tem p er atu r is   in cr ea s ed .   T h u s ,   th e   p er f o r m a n ce   o f   th e   s y s tem   p an el   r ed u ce s   b ec au s its   s u r f ac te m p e r atu r is   in c r ea s ed   [ 1 5 ] [ 1 6 ] .   T h is   s tu d y   m atter s   at  co n s u m in g   th f r o n c o o lin g   an d   clea n i n g   tech n iq u to   d ec r ea s th tem p er atu r e   o f   s o lar   p an els.  T h is   is   to   im p r o v e   th e   s o lar   p an el  m o d u les  p o wer   o u tp u an d   e f f icien cy   u s in g   clea n in g   an d   co o lin g   th m o d u le  f r o n t su r f ac f o r   Hea t d is s ip atio n   with   wate r .   So lar   p a n el  m o d u les ef f icien c y   an d   Po wer   o u tlet  less en s   wh en   th s u r f ac tem p er atu r o f   t h s o lar   p an el  m o d u les  r is es  d u to   h o t n ess   an d   p ar tial  s h ad in g   ca u s ed   b y   t h s o ilin g   r ate   [ 1 7 ] T h e   ch an g i n   th e   m ag n itu d e   an d   tim e   o f   t h s p r ay   wate r   d o es   h av clea r   im p ac o n   th im p r o v em e n o f   s o lar   p an el  ef f ic ien cy .   T h er e f o r e,   t h p r o ce s s   in   g en er al  is   am o n g   th m o s s ig n if ica n p a r ts   in   i m p r o v i n g   s y s tem   p er f o r m an c es  [ 7 ] .   Ho ca n   th e   s o lar   p an el  m o d u les  p r o d u c e   m ax im u m   p o wer   co n tin u o u s l y   f r o m   th e   s u n lig h p ea k s .   Fo r   ea r lier   s tu d ies ,   th ab o v e - cite d   ca lls   f o r   atten tio n   to   lim it  th in f l u en ce   o f   h ea t ,   p ar tial  d u s an d   s h ad o n   o u tco m an d   p er f o r m a n ce   o f   p h o to - v o ltaic  ( PV )   p an els in   s u n n y   co u n tr y   as I r aq   ( Mid d le  E ast er n   c o u n t r y )   w h er th is   jo b   was a p p lied   in   p r ac tice.     T h er is   lo o f   o th er   r esear ch   is   u n d er way   o n   s o lu tio n s   to   ap p r o ac h   o v e r h ea tin g   p r o b lem .   Hea en er g y   f r o m   th e   s o lar   p a n el  c an   b l o s th r o u g h   co n v ec tio n ,   r ad iatio n ,   an d   co n d u ctio n ,   an d   two   m ain   co o lin m an n er s   c o u ld   b e   ac k n o wled g ed ,   w h ich   i n clu d e   p ass iv c o o lin g ,   th at  i n v o lv es   n o r m al  m eth o d s   to   r em o v e   h ea with o u p o wer   co n s u m p t io n   as  well  as   ac tiv co o lin g ,   as  th er is   n ee d   to   co n s u m en er g y   to   r em o v e   h ea [ 1 8 ] [ 1 9 ] .   Fo r   en er g y   ef f icien cy   r ea s o n s   id ea   o f   ac tiv co o lin g   an d   clea n in g   is   in clu d ed   in   th is   r esear ch   s tu d y .   T h c o o lin g   s y s tem   p r o ce s s   co n s is ts   o f   s p r in k lin g   w ater   o n   th e   p an el  s u r f ac wh e r ea s   th b r u s h   is   o n   f o r   clea n in g   m ad e   o f   R u b b er   i s   jo in ed   with   s p r a y in g   s y s tem   to   th f r o n t o f   th p a n el.       2.   M AT H E M AT I CA L   M O D E L   F O P E RF O RM ANC E   O F   SO L AR  P AN E L   2 . 1 .       E f f iciency   o f   s o la pa ne   Am b ien tem p e r atu r e   o r   e x ter n al  tem p er at u r p lu s   th e   tem p er atu r e   o f   s o lar   p an el,   th is   af f ec ts   th e   p er f o r m an ce   o f   th s o lar   p a n el,   s in ce   th v o ltag o f   s o lar   p an el  as  well  as  th cu r r en t   d ep en d in g   also   o n   tem p er atu r e.   So lar   p an el  s y s te m   m ax im u m   p o wer   p o in ( MPP )   as e x p lain ed   h e r in   [ 2 0 ]   is ,        =    ×  =  ×  ×    ( 1 )     w h er e:      Den o tes f o r   th s o lar   p an el  m o d u le  m a x im u m   p o wer   p o in t a t lo ad .   Vm p     Den o tes f o r   th m ax im u m   v o ltag at  lo ad .   Imp   Den o tes in to   m ax im u m   cu r r e n t a t lo ad .   FF   : D en o tes to   f ill f ac to r   ( FF ) ,     Vo c   : I n d icate   o p e n   cir cu it  v o ltag   I s c   : D en o tes s h o r t c u r r e n t c ir cu it s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Hig h   p erfo r ma n ce   o f so la r   p a n el  b a s ed   o n   n ew co o li n g   a n d   clea n in g   tech n iq u e   ( A h med   K .   A b b a s )   805   T h s o lar   ce ll  ef f icien cy   as  in   [ 2 1 ]   th at’ s   th r atio   o f   s o lar   p an el  e n er g y   p r o d u ctio n   d iv id ed   f ir s b y   s u n ' s   p o wer   s u p p ly ,   as r ep r ese n ted   in   ( 2 ) .     η =       ( 2 )     Per f o r m an ce   i n   s o lar   ce lls   m a y   also   co m in   t h f o r m   o f   ( 3 ) ,       η =   ( × )   ( 3 )     wh er ev er     th s u r f ac ar ea   o f   th s o lar   p an el  in   m 2 ,   ( E )   is   s o lar   r ad iatio n   with   s tan d ar d   test   co n d itio n   ( STC )   ( W /m 2 )   as  well  as     is   t h Ma x im u m   Po wer Po in t.   T h s o lar   ce ll  s y s tem   p er f o r m an c co u ld   also   b e   d escr ib ed   u tili ze   th co r r elatio n   in   [ 2 2 ] as,      η pv =   η rT [ 1 ( pv T rT ) ]   ( 4 )     wh er ( η pv   s )   s y m b o lizes  t h So la r   ce ll   p er f o r m an ce ,   (   η rT )   is   an   ef f ec tiv en ess   o f   s o lar   ce lls   o n ly   at  r ef er e n ce   tem p er atu r e,   th at  is   o r d i n ar ily   at  2 5 C ,   ( pv )   is   th s o lar   p a n el  ce ll' s   tem p er atu r e,   ( β)  s y m b o lizes  tem p er atu r e .   Ou tlet f ac to r   as we ll a s   ( T r T )   i s   th P h o to v o ltaic  o r   ce ll r ef er en ce   tem p er atu r e.     2 . 2 .       E f f ec t   t e m pera t ure  o f   s o la pa nel   I m p ac o f   th e   tem p er atu r o n   th s o lar   p a n el  co u ld   b e   ex p la in ed   b y   m ea n s   o f   a   ca lcu latio n   f o r   s o lar   ar r ay   o u tlet p o wer   as in   [ 1 7 ]   a s ,       P pv =   Y pv × f pv ( G T G T , S T C   ) [ 1   + p   ( T c   T C , S T C ) ]   ( 5 )     w h er e,     ( Y pv )   R ated   o f   th e   ca p ac ity   o f   t h s o lar   ar r ay ,   th at  in v o lv es  wh ic h   its   o u tlet  o f   p o wer   u n d er   s tan d ar d   test   co n d itio n   ( STC)  m ea s u r ed   ( K W )   ( f pv )   So lar   p an el  d e r atin g   f ac t o r s   ( %)   ( G T )   So lar   ir r ad ian ce   Den o tes o n   t h Ph o to v o ltaic  m o d u le  in   th p r esen t tim s tep   ( KW /m 2 )   ( G T , S T C   )   :   I n cid en t I r r ad ian ce   at  ( STC)  ( 1   Km /m 2 )   ( p )   :   T em p   co ef f icien ts   o f   o u tlet e n er g y   ( %/◦ C )   ( T c )   So lar   tem p   in   th p r esen t tim s tep   ( C )   ( T C , S T C )   : T h s o lar   ce ll tem p   b en ea th   ( STC),   ( 2 5 C )   T h s o lar   p an el  tem p ,   t h o u tlet  co n v er s io n   ef f icien cy   is   b asically   s u p p o r ted   th r o u g h o u th e   ca lcu latio n   o f   an   o u tlet   en er g y   v ar ia n ce   cr ea te d   f r o m   its   ( STC)  p an el  f r o m   m ea s u r ed   r es u lts   [ 2 3 ] ,   T em p ,   T h e   o u tlet  p o wer   co ef f icien f o r   s u ch   s o lar   ce ll  was  −0 . 4 4   p er ce n t /C .   I n   ad d itio n ,   test   m ea s u r ed   s o lar   p an e l   d er iv atio n   f u n ctio n .   Fo r   th e   r ea s o n   th at,   s o lar   p an els  I n s tan ca lcu latio n s   th r o u g h o u th ar en will  d em o n s tr ate  th at   p er h ap s   th e   en er g y   o f   th e   s o lar   p an el  is   v a r io u s   f r o m   t h o s o f   th e   n a m ep late  r ea d in g .   Oth er   en v ir o n m en tal  in f l u en ce s   lik clo u d ,   h e av y   d u s an d   s h a d o w.   m a y   m in im ize   th p h o to v o ltaic  m o d u le' s   p er f o r m an ce .   E x p er im en tin g   with   th PV  u n it  u s in g   ch ar ac ter is tic  im p ed an ce   f ac to r s   ar o u n d   0 . 9 5   in d icate s   th test   d eliv er ed   en er g y   r ea d in g   in   th STC  th at  was  5   p er ce n t   less   th en   n am e p late  class if icatio n   o f   a   p h o to v o ltaic  p r o d u ce r .   E q u atio n   o f   p o wer   o u t - p u t   o f   t h p h o to v o ltaic  a r r ay   th wh o le  e lem en is   u s ed   f o r   ca lcu late  f ac to r s   s u ch   as  w ir lo s s   an d   s h ad in g .   T h is   wo r k   u tili ze d   ch ar ac ter is tic  d er atin g   f ac to r   f o r   0 . 7 5   t o   s h o ca u s o f   t o tal  lo s s es  as  well  as  ch ar ac ter is tic  d e r atin g   f ac t o r   with   1 . 0   f o r   ju s a n   id ea l   co n d itio n   o f   f ix in g .   T h s o lar   p a n el  p er f o r m an ce   co u l d   b d etail  lik in   e q u atio n  .     η mp , S T C =   Y pv / ( A pv × G T   , S T C )   ( 6 )     W h er e,     ( η mp , S T C )   is   th ef f icien cies o f   th s o lar   p an els u n d e r   s tan d ar d   test   co n d itio n   ( %)   ( Y pv )   Den o tes th s o lar   p an els r ated   o u tlet p o wer   at  STC ( KW )   ( A pv )   Su r f ac ar ea   o f   th PV - m o d u l ( m 2 )   ( G T   , S T C )   R ep r esen t th ir r ad iatio n   at  STC ( 1   KW /m 2 )     B y   s u b s titu tin g ,   in   ( 5 ) ,     T h s o lar   p an el  e f f icien cy   r ea r r an g em en ts   to ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 8 0 3   -   814   806   η mp =   P pv / ( ( A pv × f pv × G T ) [ 1 + p ( T c   T C , S T C ) ] )   ( 7 )     2 . 3 .       T he  s o la pa nel t em per a t ure  co ef f icient   o f   po wer   Fo r   th s o lar   p an el,   th is   c o ef f icien o r   p ar a m eter   s p ec if ies  th ex ten to   t h at  th e   s o lar   ce ll  tem p er atu r af f ec ts   th en er g y   p r o d u ce d   b y   th s o lar   p an el .   T h tem p er atu r co ef f icien is   s et   to   th m in u s   am o u n wh ich   is   b ec au s as  th s o lar   ce ll  tem p er atu r e   I n cr ea s es,  en er g y   o u tlet  d ec r ea s es.  T h tem p er atu r e   co ef f icien o f   th 2 5 0 - watt  s o lar   p an el  u s ed   in   th is   ex p e r im en is   −0 . 4 4 %/◦   th at  m ea n s   th at  th m ax im u m   p o wer   u n it  ex p er ien ce   h as  b ee n   r ed u ce d   f o r   ea c h   tem p er atu r d eg r ee   a b o v ( 2 5 °C ) .   ( −0 . 4 4 %)  T h o u tle p o wer   d ec r ea s es a n d   th u n it su r f ac tem p er at u r d ec r ea s es 2 5 °C   wh en   tem p er atu r is   ab o v 2 5 °C ,   th p o wer   o u tp u t is estima ted   to   r is ab o v th esti m ated   v alu o f   th s o lar   p an el  [ 2 4 ] .     2 . 4 .       E f f ec t s   o f   hea t   o n pho t o v o lt a ic  m o du le   T h tem p e r atu r o f   s o lar   p a n el  ar r is es  d u to   s u n   ex p o s u r e,   h ea t   g en e r atio n   ac tiv a tes  in   th is   m an n er .   W h en   it  in f lu en ce s   p o in wh er th o u tlet  o f   t h s o lar   p an el  d r o p s ,   th i n cr ea s in g   o f   tem p e r atu r is   ev id en o v er   tim e.   T h is   o v er h ea tin g   is   o n o f   th m ain   ch a llen g es  f ac in g   th e   s m o o th   o p er atio n   o f   th s o lar   p an el  d u to   o v e r   e x p o s u r e   to   th s o lar   ir r ad ia n ce   n ee d ed   a s   well  as  r is o u td o o r s   tem p e r atu r es.  Ov er h ea tin g   d ec r ea s es  p er f o r m an ce   an d   a ls o   th p an el   o u tlet  e n er g y .   E f f icien cy ,   in   ad d itio n   t o   o u tlet  p o wer ,   g r ea tly   r ed u ce s .   W h en   tem p er at u r es  r is e,   th ex ten o f   t h m o d e r atio n   is   f u n ctio n   o f   th m a ter ials   u s ed   in   th e   m an u f ac tu r o f   PV c ells   [ 2 5 ] .   I n   o r d er   to   s o lv t h ch allen g e   o f   h ig h   tem p er at u r as we ll a s   lo s in g   o f   v alu ab le  p o wer   s o   th c o o lin g   s y s tem   f o r   p h o to v o ltaic  ce ll is   ess en tia l.       3.   G E NE R AL   D E SCR I P T I O N   T h co o lin g   a n d   clea n in g   p r o j ec h av b ee n   ac h iev e m en t.  A n   o b s er v atio n al  s etu p   was  estab lis h ed   to   an aly s th ef f ec o f   th c o o l in g   an d   clea n in g   s y s tem   o n   p h o to v o ltaic  ( PV)   p a n el  ef f icien cy .   T h co o lin g   s y s tem   h av b ee n   u s ed   wat er ,   W ater   is   s p r in k ler   o n   it s   f r o n p h o to v o ltaic  th r o u g h   s p r ay ed   s y s tem s .   Fu r th er m o r e ,   r u b b er   b r u s h   h a s   b ee n   u s ed   f o r   r em o v in g   d ir t   o n   th d esig n .   Fig u r 1   s h o wn   th f lo wch ar o f   p r o p o s al  d esig n           Fig u r 1 .   Flo wch ar o f   p r o p o s al  d esig n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Hig h   p erfo r ma n ce   o f so la r   p a n el  b a s ed   o n   n ew co o li n g   a n d   clea n in g   tech n iq u e   ( A h med   K .   A b b a s )   807   4.   SI M UL A T I O N   D E S I G N      A t   f i r s t ,   t h e   d e s i g n   o f   t h e   p r o j e c t   h a s   b e e n   d o n e   o n   s i m u l a t i o n   b y   u s i n g   P r o t e u s   s o f t w a r e   a n d   g e n e r a t e d   t h e   c o d e   b y   u s i n g   A r d u i n o   S o f t w a r e .   T h i s   d e s i g n   u s i n g   t h e   A r d u i n o - U no   b o a r d   a s   t h e   c o n t r o l   s y s t e m   t h a t   o r i g i n a l l y   s t o o d   o u t   d u e   t o   i t s   r o b u s t n e s s ,   c o s t   a s   w e l l   a s   d e v e l o p e r   c o m m u n i t y   i n   c o m p a r a t i v e   a n a l y s i s   w i t h   s o m e   o t h e r   o p e n - s o u r c e   p l a t f o r m s .   T h e   m o n i t o r i n g   s y s t e m   i m p l e m e n t e d   a r e   f o c u s e d   o n   A r d u i n o   a p p l i c a t i o n ,   w h i c h   i s   r e c o r d s   t h a t   d a t a   f r o m   t h e   s e n s o r s .   T h e   p r o j e c t   h a v e   b e e n   s e t   t h e   r e a d i n g   a   t e m p e r a t u r e   s e n s o r   e a c h   1 5   m i n u t e s .   F i g u r e   2 ( a )   d e s c r i b e s   t h e   s i m u l a t i o n   d i a g r a m   b a s e d   o n   P r o t e u s   s o f t w a r e   a n d   v i e w   o f   w a t e r   s p r a y i n g   t e c h n i q u e .   F i g u r e   2 ( b )   s h o w s   a   d e t a i l e d   d e s i g n   s c h e m a t i c   o f   t h e   e x p e r i m e n t a l   s e t u p   f o r   t h e   c o o l i n g   a n d   c l e a n i n g   s y s t e m .             ( a)   ( b )     Fig u r 2 .   Desig n   o f ;   ( a)   s im u latio n   o f   p r o p o s al  s y s tem   an d   ( b )   s ch em atic  o f   c o o lin g   an d   cl ea n in g   s y s tem       5.   P RACTI CAL R E S UL T   A n   e x p e r i e n t i a l   s y s t e m   w as   e s t a b li s h e d   t o   a n a l y s e   t h e   i m p a c t   o f   a   c l e a n i n g   a n d   c o o l i n g   s y s t e m   u t i l i zi n g   w a t e r   f o r   p e r f o r m a n c e   o f   s o l a r   p a n e l   e n e r g y .   T h e   s o l a r   e n e r g y   s y s t e m   is   b u i l t   at   t h e   U n i v e r s it y   o f   A n b a r   i n   r e n e w a b l e   e n e r g y   r e s e a r c h   c e n t e r   ( R E R C )   i n   I r a q .   T h e   e x p e r i m e n t a l   s e t u p   c o n s is t s   o f   s i n g l e   p a n e l   o f   s o l a r   p a n e l .   T a b l e   1 ,   s h o ws   t h n u m e r i c a l   v a l u es   o f   e l e c t r i c a l   a n d   m e c h a n i c a l   p a r a m e te r s   o f   s o l a r   p a n e l .         T ab le  1 .   C h ar ac ter is tics   o f   s o l ar   p an el  [ 2 6 ]   C h a r a c t e r i s t i c s   V a l u e s   P o w e r   r a t i n g   P m p   ( 2 5 0 )   W   O p t i mu m - o p e r a t i n g - v o l t a g e   ( V m p )   ( 3 0 . 7 )   V   O p t i mu m - o p e r a t i n g - c u r r e n t   ( I mp )   ( 8 . 1 5 )   A   O p e r a t i n g - c i r c u i t - v o l t a g e   ( V o c )   3 7 . 4   ( 3 7 . 4 )   V   S h o r t - c i r c u i t - c u r r e n t   ( I sc)   ( 8 . 6 3 )   A   O p e r a t i n g - m o d u l e - t e m p e r a t u r e   ( 4 0   -   85) ◦C   Te mp e r a t u r e s c o e f f i c i e n t   o f   P ma x   ( 0 . 4 4   %) ◦C   Te mp e r a t u r e s c o e f f i c i e n t   o f   V o c   ( 0 . 3 4   %) ◦C   Te mp e r a t u r e s c o e f f i c i e n t   o f   I sc     ( 0 . 0 6 0   %)◦ C       T h s o lar   p an el  c o o lin g   an d   c lean in g   d e v ice  co n s is ts   wh ich   in clu d es  a   p o le  ( th len g th   o f   th p o le  ar p o s s ib le  to   c h an g e )   o n   wh ich   th en d s   o f   it  ar in s talled   b y   two   s m all  v eh icles  an d   f o u r   s p r ay s   wate r   to   s p r ay s   wate r   d is tr ib u ted   r eg u lar ly   o n   s o lar   p an el  an d   r u b b er   b r u s h   f o r   r em o v in g   d i r an d   m u d   s tr o n g ly   clea n in g .   Fu r th er m o r e,   th co n n ec ted   p ip es a n d   r ec y clin g   wate r   s y s tem .   T h co o lin g   an d   c lean in g   m ec h an is m   is   co n tr o lled   b y   s m ar t c o n tr o ller s   an d   s en s o r s   o f   tem p er atu r e   an d   s en s o r   o f   d is tan ce s   an d   o t h er   co m p o n e n ts .     T h in v o l v ed   c o o lin g   a n d   cle an in g   s y s tem   s er v ed   as  p h o to elec tr ic  ef f icien cy   test .   Mo r eo v e r ,   th d etails  s p ec if icatio n   o f   th p ar am eter s   o f   s y s tem   d esig n .     -   I SO 9 0 6 0   Py r an o m ete r /Fi r s t c lass / R S - 4 8 5 /An alo g   SMP6   ( Sp ec if icatio n s )   Sp ec tr al  r an g ( 2 0 % p o in t)   2 8 0   to   3 0 0 0   n m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 8 0 3   -   814   808   Sp ec tr al  r an g ( 5 0 % p o in ts )   2 8 5   to   2 8 0 0   n m   R esp o n s tim ( 6 3 %)  1 . 5   s   R esp o n s tim ( 9 5 %)  1 2   s   Z er o   o f f s et  1 0   W /m ²   Z er o   o f f s et  B   4   W /m ²   Dir ec tio n al  r esp o n s ( u p   to   8 0 ° with   1 0 0 0   W /m ²  b ea m )   1 5   W /m ²   T em p er atu r d ep en d en ce   o f   s e n s itiv ity   ( - 4 0 °C   to   +7 0 °C )   3   %   An alo g u o u tp u ( - - v e r s io n )   4   t o   2 0   m / 0   to   1   V   -   So m ad d itio n al  co m p o n e n ts   with   wer u s ed   to   co o an d   clea n   th p h o to v o ltaic   p a n els  p r o ject  an d   it  b e   s h o wn   in   T ab le  2   with   th e   d et ails   as  ( tem p er atu r e   d ata  lo g g e r ,   s o lar   p an el  o f   p ea k - o u tp u t   a n d   ce n t r if u g al   p u m p   o f   p o wer .       T ab le  2 .   Sh o ws th c h ar ac ter is tics ,   an d   v alu es f o r   eq u i p m en t s   th at  h av b ee n   u s ed   in   th is   p r o ject   C h a r a c t e r i s t i c s   V a l u e s   S o l a r   p a n e l   o f   p e a k - o u t p u t   2 5 0   W   Te mp e r a t u r e   d a t a   l o g g e r     - 1 0 0 o C - 3 0 0 o C   A r d u i n o - U n o .   -   S i x   P W M   C h a n n e l s   5   V D C   N o z z l e s   sp r a y   g a r d e n i n g   w a t e r   c o o l i n g   b r a ss s p r i n k l e r   4   DC - M o t o r   5 V D C / 4   Te mp .   S e n s o r   1   U l t r a s o n i c   S e n so r   H C - S R 0 4   D i s t a n c e   2 c m   t o   4 5 0 c m/ 2   H -   B r i d g e   M o t o r   D r i v e     L2 9 8 N   C e n t r i f u g a l   p u m p   o f   p o w e r   1 2 V D C   3 0 W   i n p u t       Mo r eo v er   eq u ip m en t’ s   -   Sto r ag wate r   tan k   with   a   co n t in u o u s   wate r   s u p p ly .   -   Dr ain   tu b f o r   to   p ick   u p   th wate r   to   r etu r n - b ac k   it to   th r eser v o ir   -   T h er m o g r ap h y   ca m er a   ( Fli r   C o m p an y )   to   c h ec k   th c o o lin g   u n if o r m   o r   n o t.   -   I n f r ar e d   t h er m o m eter s .     -   Dig ital o u tp u t 2 - wir e   R S - 485   I n   ad d itio n ,   o th er   eq u i p m en t   u s ed   in clu d es:  s et  o f   s cr ewd r iv er s ,   wate r in g   ca n ,   Py r an o m e ter s ,   So lar   p an el  h o ld e r ,   an d   f le x ib le  ca b le.   Fig u r 3   s h o ws  th p r ac tical  o f   co o lin g   an d   clea n in g   o f   p h o to v o ltaic  s o lar   s y s tem .   T h s o lar   p an el   was  co o led   s o   as  to   ev al u ate  th co o lin g   an d   o v er h ea tin g   e f f ec o f   s o lar   ce ll   ef f icien cy .   So lar   p an el  was c o o led   f o r   f ir s t d ay   in   Au g u s t 2 0 2 0   as we ll a s   th co o lin g   ex p e r im en t star ted   f r o m   8 :0 0   A. M .   till   6 :0 0   P.M .   Usi n g   co n tr o lled .   T h e   p r ac tical  test in g s   ar e   d o n i n   Au g u s b ec au s th at  is   th e   h o t   d u r atio n ,   s o   ac h iev in g   s u cc ess   in   co o lin g   a   p h o to v o ltaic  p o wer   th r o u g h o u th is   p er io d   m ea n s   th at  th p an els   co u ld   b e   co o led   b y   u s in g   th is   s u g g ested   co o lin g   m eth o d   till   th r est o f   y ea r .             Fig u r 3 .   Sh o ws th p r ac tical  o f   co o lin g   an d   clea n in g   o f   p h o to v o ltaic  s o lar   s y s tem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Hig h   p erfo r ma n ce   o f so la r   p a n el  b a s ed   o n   n ew co o li n g   a n d   clea n in g   tech n iq u e   ( A h med   K .   A b b a s )   809   T h co o lin g   an d   clea n in g   s y s tem   will  wo r k   au to m atica lly .   T h e   co n tr o ller   alwa y s   s en s th tem p er atu r b y   u s in g   th er m o c o u p le  ( K - T y p e)   an d   s en s th d is tan ce   b y   s u in g   Ultr aso n ic  th en   s en d   th d ata  to   Ar d u in o   to   p r o ce s s   it.  th co o lin g   s y s tem   tu r n ed   o f f   wh en   t h tem p er atu r less   th an   2 5 ⁰C   an d   th d is tan ce   o f   Ultr aso n ic - 1   less   th an   1 0   cm .   th co o lin g   s y s tem   h a v two   co n d itio n s   to   tu r n   o n ,   th f ir s co n d itio n ,   at  th e   tem p er atu r eq u al  o r   m o r th a n   4 0 ⁰C   ( p o s s ib le  to   ch an g th e   tem p er atu r e)   f u r th er m o r e.   T h s ec o n d   co n d itio n   is   th d is tan ce   o f   Ultr aso n ic - 1   wh en   it  eq u al  o r   less   th an   1 0 cm ,   th DC - m o to r s   will  b e   m o v e   o n   ( Fo r war d   d ir ec tio n )   T o   t h en d   o f   th s o lar   p an el  as  well  as  th wa ter   p u m p ,   t h wate r   is   p u m p e d   o n   PV  p an el  f o r   co o lin g   th e   s y s tem .   W h en   th Ultr aso n ic - 2   r ea ch   th en d   o f   s o lar   s y s tem   ( eq u al  1 0   cm   o r   less )   th co n tr o ller   will  g iv e   th o r d er   to   c h an g e   th e   p o lar i ty   f o r   DC - Mo to r s   s o   will  b e   r etu r n   b ac k ,   co o lin g   s y s tem   m ay   m o v m o r e   th an   o n tim e.   T h co o li n g   s y s tem   will  b o f f   with   two   co n d itio n s   will  b h ap p en ed ,   t h f ir s co n d itio n   with   th e   tem p er atu r o f   s o lar   p a n el  b less   th an   2 5 ⁰C   an d   also   wh en   th Ultr aso n ic - 1   r ea c h   to   ( d is tan ce   1 0   c m   o r   less )   th en   will  b o f f .   T h e   s y s tem   co u ld   b e   o n   p ar k i n g   ar ea   to   av o id   ef f ec o f   s h a d o n   s o la r   s y s tem   to   g et  th e   h ig h est ef f icien cy .   T o   p r e v e n t   s u c k i n g   d u s t ,   t h e   p u m p   p u l l s   t h e   w a t e r   i n t o   a   s u c t i o n   t u b e   f r o m   t h e   c e n t e r   o f   t h e   t a n k .     T h e   s u c ti o n   t u b e   is   m a d u p   o f   a   c h e c k   v a l v a s   w e ll   as   a   c o l a n d e r   f o r   p r e v e n t s   a   b i g   p a r tic l e   f r o m   t h r o u g h   t o   w h i c h   c o u l d   h a r m   t h e   p u m p .   W a t e r   s u c k e d   f l o w s   i n t o   t h w a t e r   f i l te r ,   a n d   a f t e r w a r d s   th e   s o l a r   p a n e l s   a r s p r a y e d   b y   w a t e r   f o r   c o o l i n g   t h e   s y s t e m .   W at e r   a r e   s p r i n k l e d   b y   u t i l i z e   n o z z l es ,   p o s i ti o n e d   o n   t h e   t o p   o f   s y s t e m ,   a s   s h o w n   i n   t h e   Fi g u r e   3 .   A f t e r w a r d s ,   w a te r   u t i l i ze d   f o r   c o o l i n g   s y s t e m s   is   g a t h e r e d   a t   t h e   b o t t o m   o f   t h e   s o l a r   p a n e l s   b y   d r a i n   p i p e   t h e r e a f te r ,   r e t u r n e d   i t   b a c k   t o   t h e   s t o r a g t a n k .   T h i s   c o n c e p t   h as   b e e n   u s e d   t o   r e d u c e   w a te r   c o n s u m p t i o n   w h ic h   is   i m p o r ta n t   i n   d es e r r e g i o n s .   T h a w a t e r   t a n k   c a n   b e   b u r i e d   u n d e r g r o u n d   t o   k e e p   i r r a d i a t i o n   f r o m   t h e   s u n   f r o m   w a r m i n g   u p   as   w e l as   t o   c o o l   t h e   w at e r   i n   t h e   t a n k   t h r o u g h   s u r r o u n d i n g   s o i l .   T h w a r m   w a t e r   a r r i v i n g   f r o m   t h e   s o l a r   p a n e l   w i l l   b e   c o o l e d   b y   c o m b i n i n g   i n s i d e   t h e   t a n k   w i t h   a   s i g n i f i c a n t   v o l u m o f   c o l d   w a t e r .   T h p an el   s u r f ac te m p er atu r is   ca lcu lated   b y   m ea n s   o f   te m p er atu r e   s en s o r s   ( t h er m o co u p le  p lace d   at  b ac k - s u r f ac e)   o f   s o lar   p an e l.  T h o u tco m e n er g y ,   s o lar   r ad iatio n   as  well  as  tem p er atu r h av wh o le  b ee n   tr ac k ed   an d   u tili ze   in f o r m a tio n   an   ac q u is itio n   s y s tem s .   Fo r   ad d itio n al  ca lc u latio n   an d   an al y s is ,   all   m ea s u r em en ts   ar s av ed .   I h as  b ee n   f o u n d   th lo s s   o f   wate r   b y   m o n th   d u to   ev ap o r atio n   to   b e   ap p r o x im ately   4 . 7 o f   th o r ig in al  to tal  v o lu m o f   wate r   tan k .   T h u s   th is   s y s tem   co u ld   b ass u m ed   to   b e   s u f f icien t f o r   p h o t o v o ltaic  s tatio n   b u ilt in   t h d eser t.     5 . 1 .       M ea s urem ent   o f   s o la pa nel t em pera t ure   I n   th is   r esear ch ,   s ev er al  tem p er atu r m ea s u r in g   o f   tem p er atu r wer b o o k e d ,   t em p er at u r es  at  th b ac k   o f   t h two   s o lar   p an els  w as  b o o k e d   u s in g   th e   th er m o g r ap h y   ca m er a   to   h elp   u s   h o w   t o   d is tr ib u te   th b est   p lace s   o f   n o z zles.  Me asu r in g   th tem p er atu r e   b y   p r o b at  p o in ts   at  th b u c k   s o lar   p an el  s u r f ac e,   f r o m   o r d e r   n o to   lead   to   en er g y   l o s s   b y   p lacin g   o n   th e   f r o n t   o f   th e   b o a r d   d u to   th e   p ar tial   s h ad f u r th er   s tep   ta k en   h as  b ee n   th s p r in k le  o f   wate r   o n   th s o lar   p an el  ac co m p lis h ed   a t d ep en d   o n   tem p er atu r s e n s o r ,   to   h elp   m o d e r ate   th tem p er at u r e.   T em p er at u r e   m ea s u r in g   th r o u g h   th e   test   wer d o n ev e r y   1 5   m in u tes,   th is   wer d etec ted   af ter   s p r ay   th e   p a n el,   b ec au s o f   r is in g   am b ien tem p er atu r e   in   th e   s ite,   tem p er at u r o f   p an el  in cr ea s es  alm o s t   im m ed iately   s o   th e   s y s tem   will  r u n   au to m atica lly .   As  f o r   th wate r   u s ed   to   co o th e   p a n e l,  it  is   at   th s am e   r o o m   tem p er atu r a n d   we  d id   n o t u s co o l w ater   to   p r eser v th p h y s ical  p r o p er ties   o f   t h s o lar   p an el.       5 . 2 .       M ea s urem ent   o f   elec t ri po wer   f o s o la r   Pan el  v o ltag e   an d   cu r r en wer o b tain ed   f o r   t h s o lar   p a n el  with   th h elp   o f   m u lti - m eter   th at  wer u s ed   am m eter s   an d   v o ltm eter ,   r esp ec tiv ely ,   h ad   b atter y   Used   in   th is   ex p er im en t.   W ith   th e   p r o d u ctio n   s tatio n   o f   th s o lar   p an el  s h o r cir cu it  with   wir es.  T h o u tp u v o lt ag o f   th u n it  is   ea s ily   m ea s u r ed .   On   th co n tr a r y ,   w e   h ad   th r esis to r   1 0     is   c o u p led   to   th s o lar   p an el.   C u r r en an d   v o ltag m ea s u r in g   ar u s ed   f r o m   o f   th e   m in im u m   r esis tan ce   to   t h m a x im u m .   An o th er   m ea s u r em en u s ed   ar in cl u d in g   cu r r en a n d   v o ltag as   p a n el   is   f r o m   an   o p en   cir c u it,  as  well  as  v o ltag e c u r r en f o r   t h n ex r esis tan ce   v alu es  is   1 . 5 ,   3 ,   5 ,   6 ,   7 ,   8 ,   9,   1 0 .   T h s etu p   ac h iev ed   elec tr icity   p r o d u ctio n   b y   ca p ac ity   So lar   p an el  f o r   g e n er atin g   cu r r en th r o u g h   th e   lo ad   a n d   th v o ltag d u r in g   th s am v ar iab les  r esis to r   s im u ltan eo u s ly   in   co n tin u o u s   r ad iatio n .   E x p r ess   th p o we r   o u tlet p an el  is   as g iv en   i n   ( 1 ) .     5 . 3 .       Site   s elec t io n a nd   t iltin g   T h is   test   to o k   p lace   i n   u n iv e r s ity   o f   al  An b ar ,   I r aq   s ited   w ith in   3 3   °2 5 ' 1 4 . 0 2 "N  L atitu d an d   4 3   °1 8 ' 2 8 . 0 1 "E   lo n g itu d with   th s o lar   p an el  T ilted   ac cu r ately   to   en s u r m ax im u m   r ec ep tio n   o f   r ad iatio n   f r o m   th s u n lig h t.   Af ter   s ev e r al  atte m p ts   to   d ete r m in in g   an   o p tim al  an g le  o f   i n clin atio n   at  th e   b u ild in g   r o o f   f o r   o u r   ce n tr an d   its   af f in ity   3 3   d eg r ee s   b y   m ea s u r in g   th e   elec tr i ca p o wer   co m in g   o u o f   th e   s o lar   p an el  d u r in g   clo s p er io d s   o f   th d a y .   Py r o m eter   r ea d in g s   wer r ec o r d ed   b etwe en   8   m o r n in g   till   6   e v en in g   o n   d aily   b asis   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 8 0 3   -   814   810   in   3 0   m in u tes   b r ea k   as  d esc r ib ed   in   Fig u r e   4 ( a) .   T h e   r ad i atio n   is   lo o f f   th e   s u n   d u r i n g   th s u n r is in   th e   m o r n in g   an d   r aises   th in ten s i ty   o f   th s u n lig h t,  b u with   s m all  d ec r ea s es  b ef o r 1 3 :3 0   a s   th s o lar   r ad ian ce   r ea ch es  its   lim it,  an d   th e n   th e r ar s o m e   r is an d   f all  in   r ad iatio n ,   b u as  th s u n   s et s ,   r ad iatio n   g r ad u ally   r ed u ce s .   T h am b ie n tem p er atu r r ea d in g s ,   an d   th tem p er atu r in   d if f e r en s ec tio n s   o f   th s o lar   p an el   co m b in ed   with   s o lar   r ad iatio n   b o o k e d   at  b r ea k s   o f   3 0   m i n u te s   as  h av s ee n   i n   Fig u r e   4 ( b ) .   All  th r ea d in g s   o f   am b ien tem p e r atu r r is es  with   r is in   Su n lig h t   d u r atio n ,   th er is   a   r is in   b o th    f r o n t   Su r f ac a n d   b ac k   s u r f ac tem p er atu r o f   s o lar   p an els.            ( a)   ( b )     Fig u r e   ( 4 ) .   g r a p h   o f ( a)   s o l ar   r ad iatio n   v s .   tim e,   ( b )   Am b i en t te m p er atu r e ,   s u r f ac a n d   b ac k   s u r f ac tem p er atu r e   ( o c )   v s .   tim e       6.   ANALY SI S   O F   M AXI M U M   P O WE P O I NT   B AS E O O P T I M A L   L O A D   T h is   an aly s is   f o r   m ax im u m   p o wer   p o in f o r   p r o p o s al  d esig n   was  ap p ly   with   p r ac tical  r esu lts ,   wh ich   ar co llect  f r o m   m a n y   p r ac tica l   test s .   I n   Fig u r 5 ( a)   th in cr ea s in g   o f   m ax im u m   v o ltag ( V m )   g r ad u ally   wh e n   th lo ad   b an k   r is es,  in   eith er   o f   th e   th r ee   i n s tan ce s ,   it  co u l d   b s ee n   wh ich   t h m ax i m u m   Vm   r is es  ac h iev ed   with   s u ch   lo a d   b an k   in cr ea s in g   tr en d .   On   th o th e r   h an d .   T h m ax im u m   v o ltag r ea ch e d   wh en   th p an el  is   co o led   with   wate r   to   r o o m   tem p er atu r is   g r ea ter ,   as  well  as  wh ich   ac h iev ed   f r o m   p an e wate r   co o lin g   is   m o r th an   wh ich   ac h ie v ed   f r o m   p an el  with - o u u s in g   th e   p r o p o s ed   s y s tem .   I n   ea ch   c ase,   th m ag n itu d e   cu r r en f lo o b tain ed   in   Fig u r 5 ( b )   d ec r ea s es  as  lo ad   r is es,  h o wev er   with   th m ax im u m   cu r r e n am o u n t   ac h iev ed   with   wate r   at  r o o m   tem p er atu r e,   m ag n itu d v alu es  o f   t h cu r r en t   f lo w   o b tain ed   f r o m   wate r   c o o l in g   ar o b s er v e d .   Fr o m   Fig u r 5 ( c)   T h m ax im u m   o f   p o we r   wr o te  d o wn   o b tain e d ,   g r o wth s   w ith   th p ea k   p o wer   g ain ed   at   a   l o ad   b an k   o f   5   ,   t h p o wer   o u tlet  s h o ws  w h ich   t h o u tco m e   ac q u ir e d   with   th e   s o lar   p an el,   wate r - co o lin g   an d   clea n in g   s y s tem s   is   ad d itio n al  th an   th p o wer   o u tco m d o n with   s o lar   p an el  with o u p r o p o s ed   s y s tem   an d   also .   T h e   p ea k   p o wer   o u tco m e   was  r ea lized   wit h   wate r - co o lin g   a n d   clea n in g   s y s tem s   o f   s o lar   p an el  f r o n t su r f ac with   wate r   at  r o o m   tem p er atu r e.     T o   d ea l   with   th e   tem p er atu r p o wer   f ac to r ,   d er iv ativ f ac t o r   esti m ate  o f   d elib er ate  p o we r   o u tlet   o f   0 . 7 5   an d   1   u s in g   ( 5 ) ,   th f i n d in g s   ar as  s h o wn   in   Fig u r 6 ( a) ,   wh e n   th s o lar   r ad ia tio n   in cr ea s es,  th tem p er atu r o f   p an el  r is es,  b u with   d ec r ea s at   1 3 :3 0 PM,   1 4 :3 0 PM  an d   1 5 :3 0 PM  d u r i n g   wh ich   t h p a n el  was  co o led   with   wate r .   T h ex p er im en r e p o r ted   s ig n if ican r is in   o u tp u p o wer   at  ev er y   co o lin g   p o in t   ex ce p at  1 3 :3 0 PM  wh er ev en   with   wate r - co o lin g   it  r e p o r ted   d ec r ea s in   p o wer   o u tp u an d   it  was  attr ib u ted   to   d ec r ea s in   th s o lar   ir r ad iatio n   en c o u n ter e d   a t th tim e.   T h d er atin g   f ac to r   ( d . f . )   o f   0 . 7 5   an d   1   as  s h o wn   in   Fig u r e   6 ( b )   f o r   p o wer   o u tlet  s h o t h at  th e   test   co n s id er s   s etu p   lo s s es  at  a   0 . 7 5   d er atin g   f ac to r   ( d . f . )   an d   n o   lo s s es  at  1 .   T h g r ap h s   d is p lay   p o wer   o u tlet   ch an g es  ev er y   tim e,   alo n g   wi th   v ar iatio n s   in   th e   s tr en g th   o f   th s u n   o r   ai r   tem p er atu r d u to   u p s   a n d   d o wn s .   At  1 3 :1 5   n o o n ,   th e   s y s tem   r ea ch ed   p ea k - p o wer   to g eth er   at  d er atin g   f ac t o r   ( d . f . )   o f   0 . 7 5   an d   1   b ec au s at  th tim an d   at  th tem p er atu r th s o lar   ir r ad iatio n   was  h ig h .   T h s o la r   p an el  co n s is ted   o f   4 5 °C .   T h i s   test   co n s id er s   th p o wer   o u tlet  v alu es  th at  wer e   f o u n d   with   0 . 7 5   d er atin g   f ac to r   ( d . f . )   to   ex cu s lo s s es.   T h clea n in g   an d   c o o lin g   wate r   f r o m   t h s o lar   p a n el  an d   th s o lar   p an el  c o o lin g   Su r f a ce   u n it  to   15 °C   at  1 2 :3 0   p m ,   1 3 :3 0   p m   Af ter n o o n   T h e   r esu lt  s h o wn   i n   T ab le   3   is   g e n er ated .   Ph o to v o ltaic  p o wer   u n it   2 5 0   watts i s   an   7 5 % m eltin g   f ac to r   m ea n s   th at  th ex p ec ted   p o wer   o u tlet f r o m   th u n it is   in   T h id ea l m o d is   1 8 7   I was  d o n e   watts  b ec au s th m ax im u m   p o wer   p r ed ic ted   f r o m   o f   th p h o t o v o ltaic  u n it  was  1 8 7   watts,  th o u tc o m p o wer   e x ce ed s   1 8 7   watts  ad d itio n .   I n   T a b le   3   t h h ig h est  p o wer   o u tlet  is   ac h i ev ed   f r o m   th s o lar   p an el  with   wate r   co o le d   f r o m   th u n it su r f ac T o   1 5   d e g r ee s   C elsi u s   at  1 2 :3 0   PM,   1 3 :3 0   P M.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4 7 5 2       Hig h   p erfo r ma n ce   o f so la r   p a n el  b a s ed   o n   n ew co o li n g   a n d   clea n in g   tech n iq u e   ( A h med   K .   A b b a s )   811       ( a)     ( b )       ( c)     Fig u r 5 .   Ma x im u m   o f ( a)   v o l tag m ea s u r ed   v er s u s   r esis tan ce ,   ( b )   c u r r e n m ea s u r ed   v er s u s   r esis tan ce ,     ( c)   p o wer   m ea s u r ed   v er s u s   r esis tan ce         ( a)       ( b )     Fig u r 6 .   Po wer   o u tp u t   o f ( a )   s o lar   r ad iatio n   v s   tim at  d er at in g   f ac to r   o f   0 . 7 5 ,   ( b )   s u r f ac t em p er atu r v s .   tim a t d er atin g   f ac t o r   o f   0 . 7 5   an d   1   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4 7 5 2   I n d o n esian   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  24 ,   No .   2 No v em b er   2 0 2 1 8 0 3   -   814   812   T ab le  3 .   Ou tlet p o wer   o f   s o lar   p an el,   f pv = 75%   Ti me   S o l a r   p a n e l   w i t h o u t   c l e a n i n g   a n d   c o o l i n g   p o w e r   o u t l e t   ( w )   @   a   f p 7 5 %   S o l a r   p a n e l   w i t h o u t   c l e a n i n g   a n d   c o o l i n g   p o w e r   o u t l e t   ( w )   @   a   f p 7 5 %   S o l a r   p a n e l   c l e a n i n g   a n d   c o o l i n g   o f   s u r f a c e   o f   mo d u l e   t o   1 5   C ,   o u t l e t   p o w e r   ( w )   @   a   f p v   =   7 5 %   1 2 : 3 0   1 8 5   1 9 5   2 0 5   1 3 : 3 0   1 8 8   1 9 7   2 0 8       T h f ir s attem p t   th at  co o lin g   th s y s tem   b y   wate r   ac tu ally   o cc u r r ed   at   ap p r o x im ately   1 2 :3 0   P.M . ;   b u b ef o r e ,   th o u tlet  p o wer   w as  o b tain ed   f r o m   p a n el  co o lin g   an d   clea n in g   s y s tem   g r ad u ally   r is es  ab o v th at  o f   th p a n el  with o u a   co o lin g   an d   clea n in g   s y s tem .   T h at  im p lies   s lim   in cr ea s in   s o lar   p an el  p r o d u ctio n .   T h wate r   f lo o n   th f r o n s u r f ac o f   t h s o lar   p an el  m ay   a ct  lik m ir r o r   it r ef lects  s o lar   ir r ad ian ce   f r o m   o f   th s o lar   p an el  th r o u g h   th wa ter   Sp r ay   o n   f r o n p an el  s u r f a ce ,   with   v iew  to   m in im izin g   th is ,   th wate r   was   n o s p r ay ed   o n to   th s u r f ac e   o f   th s o lar   p an el  alwa y s ,   in   its   p lace ,   it  h as  b ee n   co m p leted   ir r eg u la r ly .   Ad d itio n ally ,   b ec au s o f   i n cr ea s th ef f ec tiv e n ess   o f   th s o lar   p an el   wh ile  wate r   is   f lo win g   o n   Su r f ac o f   m o d u le,   s em i - tr a n s p ar en PV   u n it  was  u s ed   f o r   ex p e r im en t.  T h s o lar   p a n els  ca r r y   r is k   ex p er ien cin g   an   in cr ea s ed   leak ag c u r r en t t h at  will lea d   to   p o s s ib ilit y   c au s ed   b y   th d eg r ad atio n   o f   th e   s o lar   p an els.   T h e   r e s u l t s   s h o w   t h e   c o o l i n g   o n   t h e   f r o n t   s i d e   p r o d u c e s   b e t t e r   o u t c o m e s   o v e r   b a c k   s i d e   c o o l i n g .   T h e   e n e r g y   o f   e l e c t r i c   o u t le ts   o b t a in e d   f r o m   c o o l i n g   s y s t e m   o f   s o l a r   p a n e l s   i n   e x t r e m e   w e a t h e r   e n v i r o n m e n t s   a n d   i s h o w e d   t h e   e le c t r i ca l   e f f i ci e n cy   i n c r e a s e d .   T h e   s o l a r   p a n e l' s   te m p e r a t u r e   i s   l o w e r e d   b y   u t i li ze   o f   w a t e r   s p r a y.       7.   CO NCLU SI O N   T h i s   s t u d y   p r e s e n t e d   t h e   i n f l u e n c e   o f   p h o t o v o l t a i c   p a n e l   t e m p e r a t u r e   a s   w e l l   as   d u s t .   W h e n   t h e   c e l t e m p e r a t u r e   i n c r e m e n ts   a n d   p r o m p t s   a   r e d u c t i o n   i n   t h e   e l e c t r i c a l   p r o d u c t i v i t y   o f   t h e   c e l l .   A n   i m p r o v e d   c l e a n i n g   a n d   c o o l i n g   m e t h o d e   h a s   b e e n   e x e c u t e d   t o   a d d r e s s   t h e   ess e n t ia l n e s s   d r o p   a c h i e v e d   b y   d u s t   a n d   h i g h   t e m p e r a t u r e   c o n d i t i o n s .   U ti l i zi n g   a   w a t e r - s p r a y   a n d   c l e a n i n g   d e v i c e   w h i c h   i s   w o r k i n g   a u t o m a t e d .   T h e   f i n d i n g s   i n d i c a t e   t h a t h e   t e c h n o l o g y   i m p r o v e s   t h e   t o t a l   e l e c t r i c a l   e f f i ci e n c y   c o n s i d e r a b l y   o f   1 2 . 4 % .   M o r e v e r ,   t h e   s u r f a c e   t e m p e r a t u r e   o f   t h e   P V   b o a r d   w a s   h e l d   u n d e r   3 0 ° C   i n   s u m m e r   i n   I r a q .   T h e   v o l t a g e   a n d   p o w e r   w a s   e x p a n d e d   b y   c o o l i n g   a n d   c l e a n i n g   t h e   PV   b o a r d ,   a   g r e a t e s t   i n c r e m e n t   i n   t h e   e l ec t r i ca l   e f f e c t i v e n es s   o f   t h e   b o a r d ,   w h ic h   p l a i n l y   p o r t r a y s   t h e   i m p r o v e m e n t   i n   b o a r d   e x ec u t i o n   a n d   s u p p o r ts   t h e   u t i li z at i o n   o f   w a te r - c o o l i n g   i n n o v a t io n   i n   c o n c e n t r a t e d   p h o t o v o l t a i c   ( C P V )   f r a m e w o r k s   w it h   w at e r   u t il i z at i o n   s e n s i b le .   S o   w c a n   s a y   t h a t h e   p r o p o s i ti o n   c o n f i g u r a t i o n   c a n   b e   c o n s i d e r e d   as   a   r e as o n a b l e   a n d   s o l i d   m o d e l   o f   r e f r i g e r a t i o n   f r a m e w o r k   f o r   s u n   o r i e n te d   b o a r d   s y s t e m .       RE F E R E NC E   [1 ]   N.  K.  M e m o n ,   " Au t o n o m o u v e h icle fo c lea n in g   so lar  p a n e ls " ,   Pro c .   2 0 1 6   In t .   Ren e w.   S u st a i n .   En e rg y   Co n f.   IRS EC  2 0 1 6 ,   p p .   6 3 3 - 6 3 7 ,   2 0 1 7 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /IRS EC . 2 0 1 6 . 7 9 8 3 9 7 5 .     [2 ]   Y.  M a h m o u d ,   W.   Xia o ,   a n d   H.  H.  Zein e ld i n ,   " S imp le  Ap p r o a c h   to   M o d e li n g   a n d   S im u latio n   o P h o to v o lt a ic  M o d u les , "   S imp le  Ap p ro a c h   to   M o d e li n g   a n d   S imu l a ti o n   o P h o to v o lt a ic  M o d u les ,   v o l.   3 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 1 1 - 2 0 1 2 ,   2 0 1 2 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 / TS TE . 2 0 1 1 . 2 1 7 0 7 7 6 .     [3 ]   D.  De b   a n d   N.   L.   Bra h m b h a tt ,   " R e v iew   o y iel d   i n c re a se   o so lar  p a n e ls  th ro u g h   so i li n g   p re v e n ti o n ,   a n d   a   p r o p o se d   wa ter - fre e   a u to m a ted   c lea n in g   s o lu ti o n , "   Ren e w.   S u sta in .   E n e rg y   Rev . ,   v o l.   8 2 ,   n o .   Ap ril ,   p p .   3 3 0 6 - 3 3 1 3 ,   2 0 1 8 ,     d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . rse r. 2 0 1 7 . 1 0 . 0 1 4 .     [4 ]   K.  N.  D.  M a lam a k a n d   C.   S .   De m o u li a s,  " A n a ly ti c a c a lcu lati o n   o th e   e lec tri c a e n e rg y   l o ss e o n   fix e d - m o u n te d   P V p lan ts, "   IEE T ra n s.  S u st a in .   En e rg y ,   v o l.   5 ,   n o .   4 ,   p p .   1 0 8 0 - 1 0 8 9 ,   2 0 1 4 ,   d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /T S TE . 2 0 1 4 . 2 3 2 3 6 9 4 .     [5 ]   N.  K.  Ka sim ,   N.  M .   Ob a id ,   H.   G .   Ab o o d ,   R.   A.  M a h d i ,   a n d   A.  M .   Hu m a d a ,   " E x p e rime n tal   stu d y   f o t h e   e ffe c o d u st   c lea n in g   o n   t h e   p e rfo rm a n c e   o f   g ri d - ti e d   p h o to v o l taic   so lar   sy ste m s,"   In t .   J .   El e c tr.   Co m p u t .   En g . ,   v o l.   1 1 ,     n o .   1 ,   p p .   7 4 - 8 3 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jec e . v 1 1 i1 . p p 7 4 - 8 3 .     [6 ]   M .   A.  M .   A b d e lsa lam   e a l . ,   " Ex p e rime n tal  stu d y   o th e   imp a c o f   d u st   o n   a z imu th   trac k i n g   s o lar  P in   S h a rjah , "   In t.   J .   El e c tr.  Co mp u t.   En g . ,   v o l.   1 1 ,   n o .   5 ,   p p .   3 6 7 1 - 3 6 8 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i:   1 0 . 1 1 5 9 1 /i jec e . v 1 1 i 5 . p p 3 6 7 1 - 3 6 8 1 .     [ 7 ]   M .   R .   M a g h a m i ,   H .   H i z a m ,   C .   G o m e s ,   M .   A .   Ra d z i ,   M .   I .   Re z a d a d ,   a n d   S .   H a j i g h o r b a n i ,   " P o w e r   l o s s   d u e   t o   s o i l i n g   o n   s o l a r   p a n e l :   A   re v i e w , "   R e n e w .   S u s t a i n .   E n e r g y   R e v . ,   v o l .   5 9 ,   p p .   1 3 0 7 - 1 3 1 6 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r s e r . 2 0 1 6 . 0 1 . 0 4 4 .     [8 ]   P .   Va silj e v ,   S .   Bo r o d i n a s,  R.   B a re ik is ,   a n d   A.  S tru c k a s,  " Ultras o n ic  s y ste m   fo s o lar  p a n e c lea n in g , "   S e n s o rs   Actu a t o rs ,   P h y s. ,   v o l .   2 0 0 ,   p p .   7 4 - 7 8 ,   2 0 1 3 ,   d o i:   1 0 . 1 0 1 6 /j . s n a . 2 0 1 3 . 0 1 . 0 0 9 .     [ 9 ]   S .   N i ž e t i ć ,   D .   Č o k o ,   A .   Y a d a v   a n d   F .   G r u b i š i ć - Č a b o ,   " W a t e r   s p r a y   c o o l i n g   t e c h n i q u e   a p p l i e d   o n   a   p h o t o v o l t a i c   p a n e l :   T h e   p e r f o r m a n c e   r e s p o n s e , "   E n e r g y   C o n v e r s .   M a n a g . ,   v o l .   1 0 8 ,   p p .   2 8 7 - 2 9 6 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n c o n m a n . 2 0 1 5 . 1 0 . 0 7 9 .     [1 0 ]   H.  M .   Ba h a i d a ra h ,   S .   Re h m a n ,   P .   G a n d h id a sa n ,   a n d   B.   Tan we e r,   " Ex p e rime n tal  e v a l u a ti o n   o th e   p e rfo rm a n c e   o a   p h o to v o lt a ic   p a n e l   wit h   wa ter   c o o li n g , "   Co n f.   Rec .   I EE E   Ph o t o v o l t .   S p e c .   Co n f. 2 0 1 3 ,   p p .   2 9 8 7 - 2 9 9 1 ,     d o i:   1 0 . 1 1 0 9 /P VSC . 2 0 1 3 . 6 7 4 5 0 9 0 .     [1 1 ]   K.  W.   Ab i d ,   B.   H.   S u laim a n ,   O.   I .   Ab d ,   a n d   H.   A.   Ra h m a n ,   " S t u d y   th e   imp a c o f   th e   id e a li t y   fa c to r   a n d   th e   d u st   o n   th e   p e rfo rm a n c e   o f   so lar  p a n e ls,"   J .   Gr e e n   En g . ,   v o l.   1 0 ,   n o .   6 ,   p p .   2 6 1 5 - 2 6 2 6 ,   2 0 2 0 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.