طور فريق من الجامعة الألمانية في القاهرة نظامين مستوحىين من الطبيعة لإبقاء ألواح الطاقة الشمسية خالية من غبار الصحراء. تُعد مشكلة تراكم الغبار خطيرة في المناطق الجافة لأنها تعزل الألواح وتمنع ضوء الشمس، مما يقلل من الإنتاج. أظهرت دراسات في المنطقة خسائر متفاوتة، من 17٪ خلال ستة أيام في الكويت إلى 66٪ خلال ستة أشهر في مصر.
حوّلت الفكرة إلى منتج تجاري شركة أسسها المهندس Hossam Mohamed، ووُضع أول تركيب تجاري في مجمع سكني بالتجمع الخامس في القاهرة قبل حوالي شهر. النظام الكهربائي يعمل بمحرك صغير ووزن معدني غير متوازن لإحداث اهتزازات، ووحدة إلكترونية تضبط أوقات التشغيل. يهز الجهاز الغبار مرتين يوميًا (عند الظهر والساعة 3 صباحًا) ولمدة حوالى دقيقة في كل مرة. كما طُبقت طبقة نانوية مضادة للشحنة الساكنة على الأسطح.
أُجريت تجارب ميدانية لمقارنة إعدادات مختلفة، وكانت النتائج كما يلي:
- الألواح التقليدية غير النظيفة فقدت حوالى 33٪ من كفاءتها بعد ستة أسابيع.
- الألواح بنظام الاهتزاز وغطاء نانوي فقدت فقط 12.9٪ بعد ستة أسابيع.
- الألواح على حامل مرن تعمل بالرياح فقدت 5٪ في تجربة استمرت ستة أسابيع، مقابل خسارة تقارب 25٪ في الألواح التقليدية الثابتة.
طور الفريق نسخة تعمل بالرياح تحاكي تمايل أغصان الأشجار، حيث تسمح الحاملات المرنة للوحة بالاهتزاز وتعيدها نابض خلفي إلى وضعها. يقول الباحثون إن التصميم الذي تعتمد عليه الرياح يعمل أفضل في المواسم ذات الرياح المنتظمة، وأن الأداء يتفاوت مع المواسم. علّق خبراء على التكلفة والمتانة، وذكر Mohamed Salama Abd-Elhady وفورات محتملة ونماذج تكلفة تنظيف تقارن إنفاقات تصل إلى 200 جنيهًا مصريًا (US$4) شهريًا للوحة واحدة على عامود إنارة، مما قد يجعل مجمعًا به 200 عامود ينفق نحو 40,000 جنيهًا مصريًا (US$800) شهريًا.
كلمات صعبة
- تراكم — تجمع شيء على سطح عبر الوقتتراكم الغبار
- عزل — منع مرور شيء أو فصله عن غيرهتعزل الألواح
- اهتزاز — حركة ذهاب وإياب سريعة أو متكررةاهتزازات
- نانوي — ذو حجم صغير جدًا عند مقياس النانونانوية
- حامل مرن — إطار أو قاعدة تستطيع الانحناء والعودةالحاملات المرنة
- كفاءة — مقدار إنتاج مقارنة بالموارد المستخدمةكفاءتها
- متانة — قوة المنتج واستمراره مع مرور الوقتالمتانة
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- ما المزايا والعيوب بين نظام الاهتزاز والنظام الذي تعمل به الرياح بناءً على نتائج التجارب؟ اذكر أسبابك.
- كيف يمكن أن يؤثر تفاوت الأداء مع المواسم على قرار تركيب هذه الأنظمة في مناطق مختلفة؟ اشرح بمثال.
- قارن بين تكلفة تنظيف الألواح شهريًا وترك نظام تلقائي مثل الوصف في المقال. أي خيار تفضله ولماذا؟
