Kraków należy do niechlubnej czołówki miast o najbardziej zanieczyszczonym powietrzu.
Członkowie Koła Naukowego RedoX postanowili zbadać krakowskie powietrze i sprawdzić, czy pole elektryczne generowane przez płytki krzemowe zawarte w panelach fotowoltaicznych, wpływa na ilość osadzanych się zanieczyszczeń pyłowych.
Rozmowa z Adrianem Lubeckim – absolwentem studiów inżynierskich na Akademii Górniczo-Hutniczej im. Stanisława Staszica w Krakowie oraz przewodniczącym Koła Naukowego RedoX.
Magdalena Kocman: Jesteś przewodniczącym Koła Naukowego RedoX. Możesz przybliżyć czym dokładnie się zajmujecie?
Adrian Lubecki: Koło Naukowe RedoX zajmuje się badaniami środowiska. Skupiamy się głównie na zanieczyszczeniach powietrza i wód. W ostatnim roku prowadziliśmy dwa projekty. Jeden projekt dotyczył pomiaru osadzania się zanieczyszczeń pyłowych na panelach fotowoltaicznych, drugi zaawansowanych technik oczyszczania ścieków. Zajmujemy się także promowaniem naszego Koła Naukowego na AGH i nie tylko. W zeszłym roku wystąpiliśmy na czterech konferencjach, w tym jednej konferencji międzynarodowej, na których przedstawialiśmy wyniki naszych badań. Ponadto bierzemy udział w przygotowywaniu publikacji, które mogą nam pomóc w rozwoju przyszłej kariery naukowej.
Zanieczyszczenia powietrza są tematem, który aktualnie wzbudza ogromne emocje. Czy to dlatego rozpoczęliście pracę nad projektem dotyczącym budowy stanowiska badawczo-dydaktycznego do pomiaru osadzania się zanieczyszczeń pyłowych na panelach fotowoltaicznych?
Tak, staramy się, aby realizowane przez nas projekty dotyczyły aktualnych problemów. Uważam, że temat projektu jest bardzo aktualny, ponieważ porusza zagadnienia zanieczyszczeń powietrza, a także odnawialnych źródeł energii. Celem tego projektu było zbudowanie stanowiska umożliwiającego określenie wpływu pola elektrycznego na ilość osadzanych się zanieczyszczeń pyłowych na panelach fotowoltaicznych. We współpracy z innymi studentami i pracownikami Akademii Górniczo-Hutniczej skonstruowaliśmy stanowisko, które oprócz celów badawczych, w przyszłości może posłużyć do celów dydaktycznych, na przykład do zajęć laboratoryjnych.
Jak wyglądała praca nad tym projektem?
Badania były prowadzone od marca do czerwca 2018 r. Stanowisko do pomiaru osadzania się zanieczyszczeń usytuowane było na dachu budynku C3 Akademii Górniczo-Hutniczej i składało się z czterech paneli fotowoltaicznych ustawionych obok siebie tak, aby ujednolicić i zminimalizować zmienność wpływu warunków środowiskowych. Dwa panele były panelami komercyjnie używanymi (zawierały płytki krzemowe), natomiast pozostałe dwa, były urządzeniami pozbawionymi płytek krzemowych, co sprawiało, że nie generowały one pola elektrycznego. Jedna para złożona z panelu i urządzenia posiadała białą folię tylną, natomiast druga, taka sama para, folię czarną. Panele czyszczone były zgodnie z ustalonym grafikiem. Następnie, po określonym czasie zbierano pył z oczyszczonych wcześniej paneli za pomocą opracowanej procedury. Masę zgromadzonego na panelu pyłu określano w laboratorium. Dodatkowo, przy stanowisku badawczym umieszczone były urządzenia służące m.in. do automatycznej analizy stężenia pyłów zawieszonych w powietrzu. Aktualne pomiary stężeń pyłów zawieszonych przez okres realizacji projektu można było obserwować na stronie internetowej KN RedoX.
Jakie wnioski zostały opracowane na podstawie przeprowadzonych badań?
Główny wniosek był taki, że pole elektryczne generowane przez płytki krzemowe, powoduje wzrost ilości zanieczyszczeń osadzających się na panelach fotowoltaicznych, jednakże wpływ ten jest zaniedbywalny przy innych czynnikach środowiskowych. Udało się ustalić, że kolor użytej folii tylnej nie miał wpływu na ilość osadzanych się zanieczyszczeń. Stwierdzono również, że wzrost opadów atmosferycznych powodował spadek ilości zanieczyszczeń osadzających się na panelu, co miało związek z tym, że panele były obmywane przez deszcz, a także z faktem, że opady atmosferyczne powodują zmniejszenie ilości zanieczyszczeń pyłowych w powietrzu. Podobny wpływ na ilość zanieczyszczeń w powietrzu ma także wiatr.
Osadzanie się pyłów miało wpływ na wydajność paneli?
Tak, otrzymaliśmy zależność mówiącą, że wydajność paneli malała liniowo wraz ze wzrostem ilości zanieczyszczeń zdeponowanych na panelu.
Zaskoczyło Was coś w tym badaniu czy spodziewaliście się takich wyników?
Spodziewaliśmy się, że pole elektryczne wpływać będzie na ilość pyłów osadzonych na panelu, nie wiedzieliśmy jednak jak duży będzie to wpływ. Nie jestem w stanie powiedzieć, czy zostaliśmy czymś zaskoczeni. Dla mnie najważniejszy jest fakt, że podczas pracy nad projektem pojawiło się dużo nowych pomysłów, które będzie można rozwijać w następnych latach.
Jaki był najciekawszy pomysł?
Myślę, że najciekawszym był pomysł nanoszenia zanieczyszczeń na panele w warunkach laboratoryjnych, tak aby całkowicie wykluczyć wpływ warunków środowiskowych, które jak pokazał ten projekt, mają bardzo duże znaczenie.
Co było najbardziej interesującą częścią projektu?
Na pewno możliwość pracy z panelami pozbawionymi płytek krzemowych, które nie są komercyjnie dostępne, a także prowadzenie własnych pomiarów stężeń pyłów zawieszonych w powietrzu.
Czy podczas realizacji projektu napotkaliście jakieś trudności?
Podczas każdych projektów pojawiają się problemy. Ważne, aby te problemy eliminować w kolejnych projektach. Osobiście udoskonaliłbym metodę pobierania próbek z paneli fotowoltaicznych, tak aby była jeszcze dokładniejsza.
Skąd pozyskaliście fundusze na realizację projektu?
Fundusze pozyskane były z konkursu ,,Grant Rektorski”, który jest organizowany co roku na naszej uczelni. Współpracowaliśmy także z firmami zewnętrznymi, które dostarczyły nam urządzenia i panele fotowoltaiczne, z których korzystaliśmy.
Tematykę zanieczyszczenia powietrza poruszyłeś również w swojej pracy inżynierskiej.
Tak, tematyka zanieczyszczeń powietrza była głównym tematem poruszanym w mojej pracy inżynierskiej, w ramach której wykonałem testy laboratoryjnego generatora spalin do kontroli emisji pochodzącej ze spalania paliw i odpadów. Testy te miały umożliwić ocenienie, czy generator może być wykorzystywany do wytwarzania próbek popiołu powstałego w wyniku spalania odpadów z węglem kamiennym. Produkowany był popiół lotny, który następnie poddawany był badaniom laboratoryjnym, w ramach których wyznaczano markery emisji spalania odpadów. Badania laboratoryjne popiołu przeprowadzane były w ramach pracy inżynierskiej mojej koleżanki ze studiów- Weroniki Kozioł, która również jest członkiem KN RedoX.
Uważam, że temat prac inżynierskich był bardzo aktualny, ponieważ Polska zmaga się obecnie z dużym problemem zanieczyszczeń powietrza. Dopuszczalne normy stężenia pyłów zawieszonych są często znacznie przekraczane, niekiedy nawet o kilkaset procent. Niestety aktualna jest także problematyka spalania odpadów, ponieważ mimo rosnącej świadomości społeczeństwa w kwestii zanieczyszczeń powietrza, w Polsce problem spalania odpadów w paleniskach domowych nadal występuje.
Czy Koło Naukowe RedoX ma w planach realizację innych projektów skupiających się na jakości powietrza w Krakowie?
Tak, w 2019 r. jednym z projektów realizowanych przez KN RedoX będzie analiza składu chemicznego pyłów zawieszonych pobranych z terenów przemysłowych Krakowa. Projekt realizowany będzie przy współpracy m.in. z Wojewódzkim Inspektoratem Ochrony Środowiska w Krakowie.
Bardzo dziękuję za rozmowę i życzę dalszych sukcesów.