يشكّل غبار الألواح الشمسية تحديًا كبيرًا أمام محاولات نشرها خاصة على الأسطح، إذ يعرقل -تدريجيًا- إنتاج الكهرباء، ويزيد تكلفة الصيانة إلى مستويات مرتفعة.

وتوصَّل باحثون في الصين إلى تقنية تساعد في رصد مستويات الغبار بطريقة ذاتية، دون الحاجة إلى معدّات خارجية إضافية تُلحق بالألواح، حسب متابعة منصة الطاقة المتخصصة.

وأظهرت تجارب واختبارات التقنية الجديدة معدل كفاءة يقترب من الطرق التقليدية المتعارف عليها، ما يبشّر بابتكار واعد يدمج بين الجدوى الاقتصادية والدقة المرتفعة في الوقت ذاته.

ولسنوات، ظل الغبار والأتربة أحد أبرز التحديات التي تواجه صناعة الطاقة الشمسية، خاصة في المناطق المعروفة بطقسها المتقلب.

وفي حالة تطوير هذه التقنية واعتمادها ونشرها مستقبلًا، قد تصب في صالح الدول المُطوِرة لمحطات الطاقة الشمسية في الصحراء، خاصة المعتمدة منها على استيراد الألواح من شركات صينية.

مراقبة غبار الألواح الشمسية

تُشير التقنية إلى إمكان مراقبة غبار الألواح الشمسية بصورة ذاتية من خلال مكونات العاكسات، بكفاءة بلغت 96.5%، وفق ما نشرته مجلة بي في ماغازين.

وبذلك، تستغني التقنية -المطورة من قبل باحثي جامعة شاندونغ للعلوم والتكنولوجيا- عن أجهزة الاستشعار والرصد الخارجية، أو اتصال بالإنترنت، أو حتى بيانات الطقس.

ويجري ذلك من خلال التشغيل المتعدد لألواح منطقة بالكامل، ليتمكّن النظام المدمج في العاكسات من رصد البيانات ومقارنتها وتحليلها بتقنيات الذكاء الاصطناعي.

ولا يقف الأمر عند ذلك، بل يجري "ضغط" هذه البيانات بتقنيات أخرى مطورة وملحقة بالنظام، للمساعدة في تمييز الألواح التي تعاني من تراكم الغبار.

وبتطبيق بعض التقنيات الذكية (مثل: تحليل الأنماط والخصائص) يمكن التوصل إلى خوارزميات تحليل البيانات التشغيلية، إمّا لمواصلة عمل الألواح، أو إطلاق تحذير في حالات الحاجة للتنظيف.

وبمقارنة البيانات قبل وبعد عمليات تنظيف الألواح الشمسية، يمكن تحديث النظام المدمج للمراقبة الذاتية.

الجدوى الاقتصادية للتقنية

أجرى الباحثون الصينيون اختبارًا لتقنية مراقبة الألواح الشمسية، وغطّت التجارب 3 مجموعات من الخلايا:

• المجموعة الأولى: 13 لوح سيليكون متعدد البلورات عمرها التشغيلي 7 أعوام، بقدرة إجمالية 2.9 كيلوواط.
• المجموعة الثانية: 18 لوح سيليكون متعدد البلورات عمرها التشغيلي 8 أعوام، بقدرة إجمالية 4.9 كيلوواط.
• المجموعة الثالثة: 12 لوح سيليكون أحادي البلورة عمرها التشغيلي عامان، بقدرة إجمالية 1.6 كيلوواط.

واختبروا المجموعات الـ3 خلال 12 يومًا، وسط ظواهر جوية متباينة (طقس غائم، غائم جزئيًا، مشمس)، وأظهرت النتائج تفوقًا يقارب الطرق التقليدية لمراقبة غبار الألواح الشمسية، التي كانت تصل إلى 98%.

وشدّد الباحثون الصينيون على أن تقنية الجهاز المدمج في عاكسات الألواح ذات عوائد اقتصادية، من بينها: تكلفة الشراء والتشغيل المنخفضة، وتقليل تكلفة الصيانة، فضلًا عن الدقة في الرصد.

ويدعم ذلك بالضرورة نشر الطاقة الشمسية خاصة على الأسطح، إذ يعدّ تنظيفها من الغبار والأتربة تكلفة إضافية تعوق التوسع في تركيبها.

وأوضح الباحثون أن التركيبات المنزلية والمثبتة على الأسطح عادةً ما تؤمّن عوائد منخفضة من بيع الكهرباء الفائضة، وقد تؤدي إضافة معدّات خارجية منفصلة لرصد الغبار إلى زيادة التكلفة، وبطء وتيرة استرداد أصحاب المنازل والشركات قيمة الألواح.

وعلى العكس من ذلك، يتجنّب النظام المدمج في العاكسات هذه التحديات.

موضوعات متعلقة..

اقرأ أيضًا..

المصادر: