سولارابيك، الصين – 15 مارس 2025: كشفت دراسة علمية حديثة أن زاوية ميلان الألواح الشمسية هي العامل الأكثر تأثيرًا على فقدان الطاقة الناتج عن تراكم الغبار، متفوقةً بذلك على عوامل أخرى مثل شدة الإشعاع الشمسي وكثافة الغبار المتراكم. أجرى الدراسة، باحثون من جامعة شمال شرق الصين للطاقة الكهربائية (NEEPU) وشركة داتانغ شينجيانغ لتوليد الطاقة، وقدمت نموذجًا جديدًا للتنبؤ بفقدان الطاقة، مما يفتح آفاقًا جديدة لتحسين أداء أنظمة الطاقة الشمسية.
تفاصيل الدراسة ومنهجيتها
قام فريق البحث بتحليل دقيق لتأثير الغبار على أداء الألواح الشمسية في ظروف مختلفة. ولتحقيق ذلك، جمع العلماء عينات غبار من ألواح شمسية حقيقية مثبتة على سطح مكتبة جامعة NEEPU. وباستخدام تقنية مطيافية تشتت الطاقة بالأشعة السينية (EDS)، تمكنوا من تحديد مكونات الغبار، والتي شملت عناصر معدنية مثل الحديد والبوتاسيوم والمغنيزيوم، بالإضافة إلى عناصر غير معدنية كالكربون والأكسجين. كما أنه تم خلط الغبار مع الكحول بنسب محددة لإنشاء مستويات مختلفة من التلوث، تحاكي ظروفًا واقعية لتراكم الغبار.
إعداد التجربة ونتائجها الأولية
تم تعريض شرائح زجاجية منخفضة الحديد مغطاة بطبقات الغبار المختلفة لمستويات إشعاع شمسي متفاوتة، باستخدام مصباح زينون لمحاكاة ضوء الشمس. وبالإضافة إلى ذلك، تم تغيير زوايا ميل الشرائح الزجاجية لقياس تأثير هذا العامل الحاسم.
في حين أنه من المعروف أن الغبار يؤثر سلبًا على أداء الألواح الشمسية، أظهرت النتائج الأولية أن تأثير كثافة ترسب الغبار كبيرًا على متوسط تيار دارة القصر، ومتوسط جهد الدارة المفتوحة، ومتوسط الاستطاعة القصوى في ظل مستويات عالية من الإشعاع الشمسي، بينما يكون تأثيرها على متوسط كفاءة التحويل أضعف نسبيًا.
النتائج التفصيلية والنموذج المبتكر
أظهرت النتائج التفصيلية أن زاوية الميل تلعب دورًا حاسمًا في تحديد مقدار الطاقة المفقودة. فعلى سبيل المثال، عند زاوية ميل 60 درجة وإشعاع 1000 واط/م2، انخفض تيار دارة القصر النسبي إلى 62.3%، والاستطاعة القصوى النسبية إلى 61% في لوح شمسي يعاني من تراكم غبار بكثافة 10.13 غ/م2. ومن ناحية أخرى، قام الباحثون بتطوير نموذج تربيعي مبتكر للتنبؤ بفقدان الطاقة، يعتمد على شدة الإشعاع وزاوية الميل وكثافة الغبار كمتغيرات. وأكد النموذج أن زاوية الميل هي العامل الأكثر أهمية في تحديد معدل فقد الطاقة الأقصى.
آفاق جديدة في تصميم وصيانة محطات الطاقة الشمسية
تقدم هذه الدراسة رؤى قيمة حول كيفية تأثير العوامل البيئية المختلفة على أداء الألواح الشمسية. ومن خلال فهم أعمق لتأثير زاوية الميل، يمكن لمصممي ومشغلي محطات الطاقة الشمسية اتخاذ قرارات مستنيرة لتحسين تصميم وتركيب وصيانة هذه الأنظمة، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة إنتاج الطاقة النظيفة وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر: science direct
Image created by AI
