يتأثر إنتاج الطاقة في محطات الطاقة الشمسية بالعديد من العوامل الخارجية، ويأتي الغبار في المقدمة. العواصف الرملية والغبار وتلوث الهواء وحركة المركبات تتسبب في تراكم الغبار على سطح الألواح، ما يؤدي إلى انخفاض الإنتاج، ويعرف هذا التأثير في الصناعة باسم "فقدان الطاقة بسبب الغبار".

فما مدى تأثير فقدان الطاقة بسبب الغبار؟ لنلقِ نظرة!

هل فقدان الطاقة بسبب الغبار يقتصر فقط على انخفاض الإنتاج؟

بالطبع لا، فالغبار يخفي عدة مخاطر أمنية:

تعطيل التبريد: يتسبب الغبار في زيادة المقاومة الحرارية للوح، ومع ارتفاع درجة الحرارة بمقدار 1°C، ينخفض إنتاج الطاقة للوح بنسبة حوالي 0.5٪.

تأثير البقع الساخنة: التظليل الجزئي يؤدي إلى ارتفاع حرارة موضعية، مما قد يتسبب مباشرة في تلف الألواح، ويزيد من المخاطر الأمنية.

التآكل الكيميائي: الغبار في بعض المناطق يكون قابلاً للتآكل، ما قد يؤدي إلى تآكل سطح الألواح ويؤثر على عمرها الافتراضي.

هل جميع محطات الطاقة الشمسية حول العالم تتأثر بالغبار؟

يعد فقدان الطاقة بسبب الغبار تحديًا شائعًا في محطات الطاقة الشمسية العالمية، لكن شدته تختلف حسب شدة الإشعاع الشمسي وتوزع المناطق الصحراوية العالمية.

وأكثر ما يثير القلق هو أن المناطق ذات الإمكانات العالية لإنتاج الطاقة الشمسية هي الأكثر عرضة لتأثير الغبار.
من الشكل 1 يظهر أن شمال إفريقيا، الشرق الأوسط، غرب الصين، جنوب غرب الولايات المتحدة، المكسيك، جنوب أوروبا، أستراليا والسواحل الشرقية والغربية لأمريكا الجنوبية تمتلك أعلى شدة للإشعاع الشمسي وأطول ساعات سطوع الشمس، مما يجعل هذه المناطق الرئيسية لتطوير المشاريع الشمسية الكبيرة.
يوضح الشكل 2 توزيع حساسية الغبار عالميًا، ويبين مدى شدة العواصف الرملية في مختلف المناطق. وتتشابه المناطق الداكنة في الشكلين، ما يعني أن المناطق الأكثر ملاءمة لبناء محطات شمسية كبيرة هي الأكثر عرضة لتلوث الغبار، وتتطلب تنظيفًا أكثر تكرارًا، كما أنها غالبًا مناطق شديدة الحرارة وجافة وبيئتها قاسية مقارنة بالمناطق الأخرى.

كم يمكن أن يقل الإنتاج بسبب الغبار؟

تقدر وكالة الطاقة الدولية (IEA) أن فقدان الطاقة بسبب الغبار في 2018 بلغ حوالي 3٪~4٪ من إجمالي إنتاج الطاقة السنوي للطاقة الشمسية، ما يعادل خسائر اقتصادية تتراوح بين 3 إلى 5 مليار يورو. ومن المتوقع أن تصل هذه الخسائر في 2023 إلى 4٪~5٪، أي 4 إلى 7 مليار يورو.
من جهة، كلما زاد عدد محطات الطاقة الشمسية وطال عمرها، زادت مشكلة الغبار والخسائر الاقتصادية. ومع كسر كفاءة تحويل الألواح الشمسية للأرقام القياسية مؤخرًا، كلما زادت كفاءة الإنتاج، زاد تأثير تراكم الغبار.

ومن جهة أخرى، بينما تنخفض أسعار شراء الطاقة عالميًا، ترتفع تكلفة تنظيف الألواح يدويًا. وفقًا لإحصاءات IEA، قد تصل تكلفة تنظيف 1 ميجاوات يدويًا في الهند إلى 1000 يورو سنويًا، مما يقلل الرغبة في تنظيف المحطات ويزيد تراكم الغبار.

حل أكثر موثوقية واقتصادية وسهولة

حل مشكلة الغبار أصبح أمرًا عاجلًا. أثبتت التجربة أن عمليات صيانة وتشغيل المحطات الشمسية الكبيرة صعبة، والنظافة اليدوية التقليدية مكلفة، وتتطلب عمالة كبيرة، وتستهلك مياهًا كثيرة، كما تحمل مخاطر أمنية. روبوتات التنظيف الذكية للطاقة الشمسية تمثل حلًا فعالًا واقتصاديًا.

يمكن لروبوتات Renjie الذكية التنظيفية العمل بالتكامل مع بيانات الطقس الذكية، والتحكم عن بعد تلقائيًا، لتنظيف المحطة بالكامل بدون استخدام الماء، على مدار الساعة وطوال أيام الأسبوع وبشكل آلي، مما يقلل صعوبة التشغيل والمخاطر بشكل كبير. حاليًا، تم استخدام روبوتات Renjie في 14 دولة ومنطقة حول العالم، بما في ذلك الصين والشرق الأوسط والهند وأمريكا الجنوبية، بسعة إجمالية تزيد عن 11 جيجاوات، مساعدة فعالة لمحطات الطاقة الشمسية على حل مشكلة الغبار وزيادة الإنتاجية.