ألواح شمسية تطرد الغبار من اسطحها بـ’حمام’ كهربائي
طور فريق باحثين أميركي تكنولوجيا حديثة تسمح للالواح الشمسية بتنظيف نفسها أليا دون الحاجة لقطرة ماء، في حل يسمح بتفادي خسائر كبيرة في الطاقة نتيجة تراكم الاتربة على هذه الاسطح.
وابتكر الباحثون من قسم الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الأمريكي تقنية تزيل الغبار من على هذه الأسطح، بدون لمس، وبدون الحاجة إلى استخدام الماء وفرشاة التنظيف.
وللوصول لهدفهم، سخر الباحثون عملية تنافر الكهرباء الساكنة والتي تعرف باسم ”الكهروستاتيكا”.
وتعمل الكهرباء الساكنة على فصل جزيئات الغبار والتي قد تحتوي على مواد آكلة للأسطح، وجعلها تقفز بعيدا من على سطح الألواح الشمسية.
وأوضح كريبا فاراناسي المؤلف الرئيسي في المشروع، أن النظام المطور يعمل عن طريق وضع أحزمة معدنية مع أقطاب كهربائية على طول جوانب الألواح الشمسية، حيث تنقل شحنة كهربائية إلى جزيئات الغبار على سطح اللوح الشمسي، ثم يتم صدها بواسطة شحنة كهربائية معاكسة يتم تطبيقها على أسطح هذه الألواح الشمسية في طبقة رقيقة موصلة للكهرباء، ما يؤدي إلى تنافر هذه الشحنات مع جزيئات الغبار، وإزالتها بعيدا عن الألواح الشمسية.
والتقنية الجديدة يمكن استخدامها بفعالية في البيئات الرطبة بمستوى رطوبة أعلى من 30 بالمئة.
وأوضح فاراناسي، أن الرطوبة في الهواء توفر طبقة رقيقة من الماء على غلاف جزيئات الغبار، والتي تبين خلال التجارب أنها ضرورية لنجاح أداء تقنية “تنافر الكهرباء الساكنة” الجديدة.
ويمكن تشغيل التقنية المطورة عن طريق محرك كهربائي صغير، ومن خلال أتمتة العملية بأكملها أو تشغيلها عن بعد.
والسبب الرئيسي لانخفاض إنتاج الطاقة من الألواح الشمسية يحدث في بداية تراكم الغبار على سطحها، حيث إنها إذا تُركت بدون تنظيف لمدة شهر واحد فقط، فإن إنتاجها للطاقة الكهربائية سينخفض بنسبة 30 بالمئة.
ولفت الباحثون إلى أن خفض إنتاج الطاقة من محطات الطاقة الشمسية حول العالم بنسبة 3 بالمئة إلى 4 بالمئة، قد يتسبب بخسارة تتراوح بين“ 3.3 مليار دولار – 5.5 مليار دولار“.
ويشكل التنظيف بالمياه حوالي 10 بالمئة من تكاليف تشغيل منشآت الطاقة الشمسية، حيث تستهلك عمليات تنظيف الألواح الشمسية نحو 10 مليارات جالون من المياه سنويًا، وهو ما يكفي لتزويد قرابة 2 مليون شخص بمياه الشرب.
وأكد الفريق البحثي في معهد ماساتشوستس، أن التقنية الجديدة يمكن أن تقلل من هذه التكاليف مع تحسين الإنتاج الإجمالي للطاقة، وذلك من خلال السماح بعمليات تنظيف آلية أكثر تكرارا وبدون ماء.
