Impact of soiling on power performance and efficiency of Si-Amorphous and Bifacial modules

This study investigates the impact of two types of soiling: “natural soiling”, formed on the module by dust, rain and any atmospheric particle present in in the air in Milan, and “artificial soiling”, referring to a type of sand used in construction applied manually to simulate heavy soiling conditions. These soiling typologies are applied on two types of modules: bifacial and amorphous. The study has its focus on these modules because in literature they are less frequently studied if compared to monocrystalline and polycrystalline modules. The main measurements were conducted in June, July 2024, February and March 2025 at Solar Tech Lab and from these measurements, the I-V curves were extracted. By measuring in different periods of the year, it is possible to compare how ambient temperature and irradiance (summer, winter and spring conditions) influence the module, particularly on its efficiency and power generation. The findings indicate that amorphous modules (30° tilt angle) experience a greater power reduction from natural soiling since the soiling accumulated on the module originated from rain drops containing particles, while the artificial soiling couldn’t accumulate on the surface as much as the natural one due to being dry. In the bifacial module (horizontal configuration) similar power reductions are observed between natural and artificial soiling, particularly by creating a non-uniform distribution of sand, resembling natural conditions. The study highlights the complexity of replicating natural soiling conditions and the importance of considering non-uniform shading when assessing energy losses.

Questo studio investiga l'impatto di due tipologie di sporcamente: quello naturale, formatosi sui moduli dalla polvere, pioggia e altri agenti atmosferici presenti nell'aria di Milano, e sporcamento artificiale, riferendosi ad un tipo di sabbia utilizzato nell'edilizia, applicato manualmente affinché simuli forti condizioni di sporcamento. Queste due tipologie sono state applicate su due diverti moduli: uno bifacciale e l'altro amorfo. Lo studio ha come suo obiettivo questi moduli in particolare poiché essi sono poco presente in letteratura scientifica, specialmente se confrontati agli studi relativi ai moduli policristallini e monocristallini. Le principali misurazioni sono state condotte nei mesi di Giugno 2024, Luglio 2024, Febbraio e Marzo 2025 al solar tech lab e da queste misure, le curve I-V sono state estrapolate. Misurando in diversi momenti dell'anno solare, è possibile confrontare l'influenza che temperatura e irradianza hanno sui moduli, in particolare sulla loro efficienza e generazione di potenza. I risultati indicano che i moduli amorfi con inclinazione di 30 gradi subiscono una maggior perdita di potenza in condizioni di sporcamento naturale piuttosto che di quello artificiale in quanto quest'ultimo non è in grado di aderire alla superficie come quello naturale accumulatosi per via della pioggia, carica di particelle di sabbia. Nel modulo bifacciale (configurazione orizzontale) sono state riscontrate simili riduzioni di potenza tra lo sporcamento naturale e quello artificiale, in particolare creando una distribuzione della sabbia non uniforme, potendo così simulare condizioni di elevato sporcamento che possono avvenire in zone aride o desertiche. Lo studio evidenzia la complessità della simulazione di sporcamento naturale e quanto sia importante considerare l'ombreggiamento non uniforme causato dalle particelle che si depositano sulla superficie in fase di progettazione e di stime delle perdite di energia.