اتساخ الألواح الشمسية: التكلفة الحقيقية للغبار، وكيفية تحديد الحلول المناسبة لتجنبه

دليل فني للمشترين حول فقدان الطاقة بسبب الاتساخ، والأسطح المقاومة للاتساخ، والتركيبات ذات الميل المنخفض، والتنظيف الذي لا يُتلف الوحدة. تمت كتابته ومراجعته من قبل فريق الهندسة في شركة كولينرجي.

لكل وحدة وظيفة واحدة: السماح للضوء بالوصول إلى الخلايا. وهذا يُعرّض سطحًا بصريًا كبيرًا للهواء الطلق لمدة 25 عامًا، مُعرّضًا للرياح والغبار وحبوب اللقاح والملح والندى. لذا، فإن الاتساخ ليس عيبًا، بل هو نتيجة طبيعية للتعرض للعوامل الجوية، ولا يوجد طلاء يُزيله نهائيًا.

معظم المقالات التي تتناول هذا الموضوع تتوقف عند عبارة "نظف ألواحك بانتظام". وهذا غير مفيد لمن يشتري الألواح فعلياً. يغطي هذا الدليل القرارات التي تُتخذ قبل التركيب، بينما لا تزال عوامل مثل الميل والسطح والتصميم والتركيب مطروحة للنقاش - بما في ذلك الحالة التي نادراً ما يبحث فيها أحد، وهي ما يحدث عندما يكون اللوح شبه مسطح.

في هذه الصفحة

أهم النقاط

• بعد الإشعاع الشمسي، يعد التلوث العامل الأكبر على إنتاجية الخلايا الكهروضوئية، ويبدأ من جديد بمجرد أن تصبح اللوحة نظيفة.
• يُثبّت الندى الغبار في مكانه. وبمجرد حدوث ذلك، يتوقف المطر عن العمل كزر إعادة ضبط.
• يُعدّ نظام الإمالة أرخص أداة لمكافحة الاتساخ. أما التركيبات المسطحة فتستغني عنه تمامًا.
• لا يعني كون المادة كارهة للماء بالضرورة قلة الاتساخ. نتائج المختبر مشجعة، أما نتائج الحقل فمتباينة.
• احكم على السطح بناءً على القوة المستعادة بعد التنظيف، وليس على زاوية ملامسة الماء.
• قم بتأهيل الوحدة وطريقة تنظيفها معًا، وفقًا للمعيار IEC 62788-7-3. تعمل الفرش على إزالة الطلاءات بهدوء.

لماذا لا يتوقف اتساخ الألواح الشمسية أبداً؟

ثلاثة حقائق مادية هي التي تقود المشكلة بأكملها.

يجب أن يبقى السطح الأمامي مفتوحاً. يجب أن يدخل الضوء، لذا يدخل الغبار أيضاً. لا يوجد خيار للإغلاق التام.

أفضل مصادر الطاقة الشمسية موجودة في أماكن مليئة بالغبار. يصاحب الإشعاع الشمسي العالي هواء جاف، وهطول أمطار قليل، وجزيئات محمولة جواً. أمر غريب، لكن هذه هي طبيعة الإشعاع الشمسي.

لا يبقى الغبار سائباً. تبرد الألواح ليلاً وتتجمع عليها قطرات الندى. تعمل هذه الرطوبة على إذابة المعادن الموجودة في الغبار، والتي تجف بعد ذلك. ويطلق باحثو المختبر الوطني للطاقة المتجددة على هذه النتيجة اسم التثبيت الإسمنتي, ويشيرون إلى أنه بمجرد أن يبدأ مفعوله،, حتى الأمطار الغزيرة قد لا تزيل الطبقة.

لذا، فإنّ افتراض "هطل المطر الليلة الماضية" افتراض ضعيف. فالمطر الخفيف قد يزيد الوضع سوءًا، إذ يُبلّل الغبار مُشكّلاً خطوطًا تجفّ على هيئة بقع معدنية. وفي المناخات الرطبة، تتفاقم المشكلة بفعل العوامل البيولوجية: إذ تشير دراسة أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) إلى أن نمو الفطريات يُثبّت الغبار على الزجاج ويقاوم التنظيف العادي.

ما مقدار الطاقة التي تفقدها الألواح الشمسية المتسخة؟

ابدأ بالإجماع. خلصت مهمة IEA PVPS رقم 13 إلى أنه بعد الإشعاع نفسه،, يُعد التلوث العامل الأكثر تأثيراً على إنتاجية نظام الخلايا الكهروضوئية, ويُقدّر متوسط الخسارة السنوية العالمية بنحو 3-51 تريليون طن. (انظر صحيفة حقائق IEA PVPS الأحدث). يضعه عند 4-7%.

أدوات التصميم أكثر تحفظًا. يستخدم برنامج PVWatts التابع للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) فقدان التلوث الافتراضي 2% ويحذر من أن الخسائر تكون أعلى في المناطق ذات الحركة المرورية الكثيفة والتلوث العالي وقلة الأمطار. اعتبروا 2% بمثابة مؤشر مؤقت للموقع النظيف، وليس تنبؤًا جويًا.

تُظهر البيانات الميدانية مدى اتساع نطاق الانتشار. فقد كشفت قياسات استمرت اثني عشر شهرًا عبر صحراء أتاكاما عن وجود تبلغ الخسائر السنوية ذروتها عند حوالي 39% على الساحل الشمالي، ولكنها تصل إلى 3% أو أقل في المواقع المرتفعة. نفس الصحراء، إجابات مختلفة تماماً.

أما الطرف المتطرف فهو متطرف حقاً. ففي دراسة استمرت عاماً كاملاً في جدة، تم اختبار وحدات اختبار غير نظيفة ظلت لمدة 183 يوماً دون هطول أمطار. فقدت 80.4% و75.6% و60.2% من الناتج عند زوايا ميل 0° و15° و25°. اقرأ ذلك بعناية: وحدات اختبار صغيرة، تنظيف معدوم، واحدة من أسوأ مناطق التلوث في العالم. إنها حالة استثنائية، وليست رقماً نموذجياً. ومع ذلك، فهي تثبت أمرين: أن الخسائر تتناسب طردياً مع الوقت منذ آخر غسلة، وأن الميل يغير من انحدار المنحنى.

الجدول 1 - فئات التعرض للتلوث واستجابة التصميم التي تتطلبها كل فئة

صنّف الموقع قبل اختيار الوحدة. يُغيّر التصنيف السطح، والميل، وخطة التشغيل والصيانة - بهذا الترتيب.

أربع طرق يسرق بها الغبار الطاقة، ولا واحدة منها.

يتصور معظم المشترين آلية واحدة. هناك أربع آليات، والآليتان الأخيرتان هما اللتان تثيران الجدل لاحقاً.

1. الفقد البصري. تمتص الجسيمات الضوء وتشتته وتعكسه قبل أن يصل إلى الخلية. هذه هي الخسارة التي يتضمنها كل نموذج إنتاج بالفعل.

2. فقدان عدم التطابق الناتج عن التلوث غير المتساوي. نادراً ما يتساقط الغبار بشكل متساوٍ. فضلات الطيور، وأوراق الشجر المتساقطة، وخط التراب على طول الحافة السفلية للإطار، كلها عوامل تُسبب تظليلاً شديداً. قد تتسبب خلية واحدة متسخة بشدة في تعطل سلسلة كاملة، لذا فإن تكلفة تغطية سطح 5% قد تفوق بكثير تكلفة إنتاج 5%.

3. التأثيرات الحرارية، وهي حقيقية ولكنها ثانوية. تُظهر معظم الدراسات الميدانية أن الوحدات المتسخة تعمل بدرجة حرارة أعلى قليلاً من الوحدات النظيفة، وغالبًا بفارق بضع درجات، كما أن الرواسب الموضعية، مثل فضلات الطيور، تُسبب ارتفاعًا في درجة حرارة الخلايا المتأثرة بنحو 10 درجات مئوية. في المقابل، لا تجد بعض الدراسات أي تأثير حراري يُذكر. لذا، اعتبر هذا التأثير ضئيلاً مقارنةً بفقدان الطاقة الضوئية، ولا تعتمد على حجة درجة الحرارة وحدها في تسويق أي طلاء.

4. بيانات الأداء التالفة. يؤدي تراكم الأوساخ إلى انخفاض تدريجي في نسبة الأداء، ويبدو هذا التراكم التدريجي مشابهًا لتدهور أداء الوحدة على لوحة المراقبة. عندها يلجأ المالكون إلى تقديم مطالبة ضمان بينما كل ما يحتاجونه هو غسل الجهاز. لقد شهدنا هذا الموقف يتكرر أكثر من مرة.

النقاط العمياء ذات الميل المنخفض: الطاقة الشمسية في المركبات الترفيهية، والقوارب، والشرفات، والأسطح المسطحة

جميع الدراسات البحثية المنشورة تقريباً حول التلوث استخدمت وحدات زجاجية مؤطرة على رفوف مائلة. في المقابل، فإن أسرع أنواع الوحدات نمواً توضع بشكل شبه مسطح.

أسطح الشاحنات. أسطح القوارب. درابزين الشرفات. مظلات مواقف السيارات. واجهات المباني. أسطح المباني التجارية ذات الميل المنخفض. لا يتصرف أي منها مثل مصفوفة بزاوية 30 درجة في نموذج الاتساخ، ولا يأتي أي منها برف يمكنك المشي بينه.

تُعدّ تقنية الميل أرخص تقنيات مكافحة التلوث المتوفرة حاليًا، وهذه المنشآت خير دليل على ذلك. قامت محطة رصد التلوث في ميسا، أريزونا، بقياس تسع زوايا ميل ووجدت يبلغ فقدان التلوث 2.02% عند درجة حرارة 0°، مقابل ما يقارب 1% عند درجتي حرارة 23° و33°.. ضاعف الخسارة تقريبًا، مجانًا، بمجرد الاستلقاء على ظهرك.

لذا، فإنّ تصميم وحدة مسطحة ليس مجرد قرار تركيب، بل هو التزام بالصيانة. فإذا لم يتمكن أحد من الوصول إلى السطح بسهولة، فإنك بذلك تُدخل خسارة لا يمكن تعويضها.

الجدول 2 - طريقة التركيب، والميل، وما يوفره التنظيف الطبيعي فعليًا

إحدى النتائج التي تستحق التوضيح بوضوح هي: وحدات مرنة وشبه صلبة, سهولة التنظيف أهم من معدل الاتساخ. ستتسخ اللوحة حتماً، لكن السؤال هو: ما مدى سهولة تنظيفها، وكيف يمكن تنظيفها بأمان؟.

هل يهم السطح الأمامي؟ مقارنة بين الزجاج، والطلاءات المضادة للانعكاس، ومادة ETFE

يعتمد التصاق الغبار على طاقة السطح وخشونته وتركيب الجسيمات الكيميائي، لذا فإن الطبقة الأمامية مهمة - ولكن ليس ببساطة كما يوحي التسويق.

يُعدّ ETFE حالةً مثيرةً للاهتمام. فهو بوليمر فلوري ذو طاقة سطحية منخفضة للغاية، تتراوح بين 18 و28 مللي جول/م² تقريبًا، وزوايا التلامس مع الماء المنشورة للأغشية غير المعالجة حوالي 94 درجة إلى 104 درجة. يتميز زجاج الصودا والجير بقابلية ترطيب أعلى بكثير. كما تصف شركة AGC غشاء Fluon ETFE الخاص بها بأنه يتمتع بـ خصائص مقاومة للالتصاق والبقع مع قدرة طويلة على تحمل الظروف الجوية الخارجية.

تدعم الأدلة المختبرية هذا المفهوم. ففي ظل دورات الندى والغبار والجفاف الخاضعة للتحكم، أظهر الزجاج المطلي بمادة كارهة للماء معدلات اتساخ أقل بمقدار 42% من الزجاج المحب للماء، مع استعادة أكثر من 99% من النفاذية باستخدام الماء وحده. على الأسطح منخفضة الطاقة، يقوم الندى "بتجميع" الغبار في أكوام منفصلة بدلاً من نشر طبقة موحدة - وهذا هو السبب أيضًا في أن اللوحة منخفضة الاتساخ يمكن أن تبدو مبقعة بدلاً من أن تكون رمادية بشكل متساوٍ.

والآن التحذير الذي نقدمه لكل مشترٍ من مصنعي المعدات الأصلية. لا تتفق نتائج المختبر والنتائج الميدانية دائماً. يؤكد الباحثون ذلك بوضوح: الالتصاق أقل باستمرار على الأسطح النظيفة الكارهة للماء في المختبر، لكن المقارنات الخارجية كانت متباينة. فالطقس، وتركيبة معادن الغبار، وتقادم السطح كلها عوامل تؤثر على النتيجة.

يُظهر الزجاج المضاد للانعكاس نفس الفكرة من الاتجاه المعاكس. تتميز طبقات الطلاء القياسية المسامية المضادة للانعكاس بأنها محبة للماء، بزاوية تلامس تقارب 20 درجة، ويشير المراجعون إلى ذلك. في بعض المواقع، يفوق التلوث الإضافي الفائدة البصرية من الطلاء. قد يكون السطح الأفضل في ورقة البيانات أسوأ على السطح نفسه.

باختصار: يُعدّ ETFE سطحًا واعدًا كنقطة انطلاق، ولكنه ليس ميزة مضمونة. تكمن الفرصة في هندسة هذا السطح والتحقق من فعاليته في بيئة استخدامه الفعلية.

الجدول 3 - خيارات السطح الأمامي لوحدات الخلايا الكهروضوئية

يحتاج موضوع الملمس إلى توضيح، لأن الخشونة ليست سيئة بالضرورة. فعلى المستوى الميكروي والنانوي، تقلل الخشونة بشكل حاد من قوة التصاق الغبار بالسطح - وهذه هي بالضبط آلية عمل التشطيبات فائقة الكراهية للماء. أما على المستوى المرئي للنمط البارز، فينعكس التأثير، ويحتفظ الملمس بجزيئات دقيقة تتطلب جهدًا أكبر لإزالتها. ومع ذلك، لا يزال النقش يحسن التماسك ويقلل من الوهج على الأسطح. ألواح شبه صلبة قابلة للمشي, لذا تعامل معها على أنها صفقة متعمدة، وليست ترقية مجانية.

توقف عن طلب زاوية التلامس. اطلب التعافي.

زاوية التلامس سهلة القياس والتسويق، لكنها لا تُعطي معلومات كافية عن العائد على المدى الطويل.

الرقم المهم هو نسبة الاسترداد: ما مقدار الطاقة المفقودة التي تعود بعد عملية تنظيف عادية، وما إذا كان هذا التعافي سيستمر لسنوات من دورات التنظيف.

مثال توضيحي، باستخدام أرقام صحيحة بدلاً من الأرقام المقاسة. ينخفض إنتاج الغسيل النظيف في اللوحة (أ) إلى 94% خلال دورة الغسيل، ثم يعود إلى 99% بعد الغسيل. أما في اللوحة (ب)، فينخفض إلى 96%، ثم يعود إلى 99.5%. تتفوق اللوحة (ب) مرتين، ويظهر التفوق الثاني فقط في السنة العاشرة. هذا ادعاء قابل للاختبار، ولم يُطلب من معظم الموردين إثباته.

الجدول 4 - بروتوكول اختبار التلوث الذي يمكنك إدراجه في طلب عرض أسعار

قم بإجراء التجربة باستخدام طريقة المقارنة A/B/C باستخدام عينات من نفس نوع الرقائق، وقارن السطح المرشح بالزجاج العادي والمنتج الحالي. النتائج النسبية أفضل من النتائج المطلقة.

ليس عليك ابتكار الطرق أيضاً. IEC 62788-7-3:2022، المعدل في عام 2024, تحدد هذه المواصفة طرق اختبار التآكل للأسطح الخارجية لوحدات الخلايا الكهروضوئية، بما في ذلك الألواح الأمامية والزجاج والطلاءات. وتغطي هذه المواصفة اختبار الفرشاة الخطية، والفرشاة الدوارة، واختبار الرمل المتساقط، واختبار اصطدام الرمل القسري، وتشير إلى معيار ISO 12103-1 لاختبار غبار أريزونا ومعيار VDI 3956 لسلوك تلوث الغبار. ولا يزال تأهيل الوحدات يعتمد على معياري IEC 61215 وIEC 61730؛ ومراقبة النظام على معيار IEC 61724-1. إن ذكر هذه المعايير في المواصفات هو ما يميز برنامج الاختبار الحقيقي عن مجرد ورقة تسويقية.

تُعد طريقة التنظيف جزءًا من مواصفات الوحدة.

هذه هي الجملة التي نتمنى أن يسمعها المزيد من المشترين مبكراً: تُعد طريقة التنظيف شرطًا أساسيًا للمتانة، وليست أمرًا ثانويًا.

الأدلة واضحة لا لبس فيها. فقد توصلت دراسة التآكل التي أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) لدعم معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) إلى أن عادةً ما تتدهور زاوية التلامس وخشونة السطح قبل أن تتدهور النفاذية., مع عمر افتراضي مُشار إليه لعدة طبقات طلاء تم اختبارها يتراوح بين 50 و200 دورة تنظيف بالفرشاة. وقد وجدت الدراسة نفسها أن الغبار الجاف أكثر ضررًا من الملاط الرطب عند معدلات ترسب مماثلة. بعبارة أخرى: تتلاشى وظيفة مقاومة الاتساخ تدريجيًا، قبل أن يلاحظ أي شخص أي تغيير مرئي.

تشير بيانات عمر الطلاء إلى نفس النتيجة. وتشير مراجعات طلاءات الطلاء المضاد للانعكاس إلى أعمار تشغيلية مفيدة تبلغ حوالي ثماني سنوات أو أقل، وهو أقل بكثير من ضمان الوحدة الذي يبلغ 25 عامًا, وتؤكد الدراسات الحديثة حول الطلاءات المقاومة للأوساخ والكارهة للماء أن يؤدي التنظيف الكاشط إلى تدهور كل من الوظيفة البصرية ووظيفة مقاومة الاتساخ..

لذا، فإنّ الوحدة "ذاتية التنظيف" التي تُفرك بفرشاة جافة قاسية هي وحدة تُزال تدريجيًا. وهذا الأمر بالغ الأهمية بالنسبة للألواح الأمامية المصنوعة من البوليمر، لأنّ مادة ETFE أقوى من الزجاج في المرونة ولكنها أقل صلابة.

الجدول 5 - طرق تنظيف الألواح الشمسية، وفوائدها ومخاطرها

إحدى القواعد العملية للوحدات المرنة وشبه الصلبة: التنظيف عندما يكون السطح باردًا ورطبًا. يحدث الخدش نتيجة جرّ حبيبات جافة على سطح البوليمر، والخدوش دائمة.

ستة أخطاء في المواصفات تتسبب في هدر الطاقة دون أن تشعر

تظهر هذه المشاكل بشكل متكرر في المشاريع التي يُطلب منا مراجعتها - عادةً بعد بدء التشغيل، عندما يكون إصلاحها مكلفًا.

1. تطبيق افتراض التلوث 2% على موقع من الفئة C أو D. لا يُعدّ الوضع الافتراضي تنبؤًا. إذا كان الموقع قاحلًا أو مغبرًا أو صناعيًا أو مستويًا، فقم بنمذجة الموقع وفقًا لذلك، وحدد حجم المصفوفة بناءً على ذلك. لا أحد يرغب في شرح نقص في المحصول كان واضحًا في صور الموقع.

2. لصق وحدة مسطحة بدون إمكانية الوصول للتنظيف. التثبيت باستخدام اللاصق جيد. أما التثبيت في مكان يصعب الوصول إلى منتصف اللوحة فهو خسارة دائمة. حدد طريقة التنظيف قبل أن ينفصل اللاصق.

3. شراء طلاء مضاد للاتساخ دون حدوث احتكاك. اطلب عدد دورات التشغيل وزاوية التلامس بعد الاحتكاك، ويفضل أن تكون وفقًا للمعيار IEC 62788-7-3. إذا قدم المورد زاوية التلامس الأولية فقط، فهذا يعني أنه قد قاس القيمة التقريبية.

4. تحديد صمام ثنائي جانبي واحد على وحدة ستتسخ بشكل غير متساوٍ. يُعدّ تغيير هذا الأمر رخيصًا عند تقديم عرض السعر، لكن من المستحيل تغييره لاحقًا. في التركيبات ذات الميل المنخفض، يُمثّل هذا الفرق بين فقدان زاوية وفقدان اللوحة بأكملها.

5. السماح لفريق التنظيف باختيار الأدوات. يلجأ عمال النظافة المتعاقدون عادةً إلى الطرق السريعة، والتي تعني عادةً استخدام الفرش الجافة. لذا، يجب تحديد الطرق المعتمدة والمحظورة في نطاق التشغيل والصيانة، وتوثيقها كتابيًا، وتزويد فريق العمل بإجراءات من صفحة واحدة.

6. اعتبار التلوث بمثابة تدهور. قبل تقديم طلب ضمان بشأن انخفاض نسبة الأداء، قم بغسل وحدة مرجعية وقارنها. إنه اختبار لا يستغرق سوى ساعة واحدة، وقد وفر عليك الكثير من سلاسل الرسائل الإلكترونية الطويلة وغير المجدية.

من الجداول الزمنية الثابتة إلى التنظيف القائم على الأدلة

“"التنظيف كل ثلاثة أشهر" عادة وليست استراتيجية. تختلف المواقع بشكل كبير جدًا بحيث لا يمكن تطبيقها على فترة زمنية واحدة. هناك تسلسل أفضل يناسب أي نطاق.

1. قم بقياس نسبة التلوث - باستخدام جهاز استشعار في المواقع الكبيرة، أو وحدة مرجعية نظيفة في المواقع الصغيرة.
2. حوّل هذه النسبة إلى الطاقة المفقودة منذ آخر غسلة.
3. قارن الطاقة المفقودة بالجهد والوصول المطلوبين للتنظيف.
4. التنظيف عندما تبرر الطاقة المستعادة التدخل بشكل واضح.
5. سجل عملية الاستعادة في كل مرة، حتى تتعرف على معدل اتساخ موقعك.

يتجاهل الناس تلك الخطوة الأخيرة، وهي الخطوة التي تُؤتي ثمارها. بعد ثلاث أو أربع دورات، تتوقف عن التخمين، لأن لديك بيانات محلية. تتعامل فرق الهندسة والمشتريات والإنشاءات وفرق التشغيل والصيانة بشكل متزايد مع التلوث كمدخل تصميمي، لأن تتأثر كل من زاوية الميل، والارتفاع عن الأرض، واختيار نظام التتبع، بمستوى الاتساخ المتوقع.. وينطبق نفس المنطق على قارب واحد أو عربة تخييم: راقب خرج وحدة التحكم بالشحن في يوم صافٍ، واشطفها عندما ينخفض تيار الذروة مقارنة بقراءة جيدة معروفة.

كيفية كتابة ادعاءات مضادة للتلوث تصمد أمام التدقيق

يتعين على الموزعين ومالكي العلامات التجارية الأصلية وصف هذه المنتجات في كتالوجاتهم. المبالغة في وصفها قد تؤدي إلى نزاعات تتعلق بالضمان بعد عامين، ويتحمل مالك العلامة التجارية هذه التكاليف، وليس المصنع. إليكم الصيغة التي نوصي بها، وما تحتاجون إليه.

العمود الثاني ليس أضعف، بل هو أكثر تحديداً، والمطالبات المحددة هي التي تفوز بالمناقصات الفنية.

قائمة التحقق من الاتساخ لطلب عرض الأسعار الخاص بالوحدة النمطية التالية

اطرح هذه الأسئلة العشرة على أي مورد للوحدات، بما في ذلك نحن.

السؤال الثالث هو ما يميز الموردين الجادين عن بائعي التجزئة عبر الكتالوجات. إذا لم يستطع أحد أن يخبرك بكيفية تنظيف المنتج بأمان، فهذا يعني أنه لم يتم اختباره.

ستة قواعد ميدانية للمثبتين

• أضف الميل أينما أمكنك ذلك. حتى 10 درجات أفضل من الصفر، والفرق لا يكلف شيئاً.
• اترك مسارًا للتنظيف. اللجنة التي لا يستطيع أحد الوصول إليها هي لجنة لا أحد يهتم بها.
• انتبه للحافة السفلية. تتجمع الأوساخ على الإطارات والزخارف، مما يؤدي إلى تظليل صف الخلايا السفلي.
• لا تمسح الأوساخ الجافة أبداً. اشطف أولاً، ثم امسح بقطعة قماش ناعمة في اتجاه واحد.
• نظف في الصباح الباكر. تجنب الأسطح الباردة الصدمات الحرارية وبقع الجفاف.
• سجل رقماً قياسياً جديداً ليوم خالٍ من الثلوج. قراءة مرجعية جيدة واحدة تجعل الاتساخ المستقبلي واضحاً.

الأسئلة الشائعة حول اتساخ الألواح الشمسية

هل ينظف المطر الألواح الشمسية؟

جزئياً. فالأمطار الغزيرة على لوحة مائلة جيداً تزيل الكثير من الغبار المتناثر. ولكن بمجرد أن تلتصق المعادن بالغبار على السطح، غالباً ما لا تكفي الأمطار وحدها، لذا لا يزال الغسل اليدوي الدوري ضرورياً.

ما مقدار الطاقة التي تفقدها الألواح الشمسية المتسخة؟

يعتمد الأمر بشكل كبير على الموقع. يُقدّر برنامج IEA PVPS متوسط الخسارة السنوية العالمية بين 3 و71 تيرابايت من الطاقة الشمسية، بينما يستخدم برنامج PVWatts التابع للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) قيمة افتراضية تبلغ 21 تيرابايت من الطاقة الشمسية للأنظمة النموذجية. أما المواقع المتربة والجافة، فتكون الخسارة فيها أعلى بكثير، وقد سجلت إحدى الدراسات السعودية خسارة تتجاوز 80 تيرابايت من الطاقة الشمسية على وحدات اختبار أفقية بعد 183 يومًا دون هطول أمطار أو تنظيف. هذا الرقم الأخير يُمثل أسوأ الحالات، وليس القاعدة.

هل يصعب الحفاظ على نظافة الألواح المرنة المصنوعة من مادة ETFE أكثر من الزجاج؟

ليس عادةً، مع أن الأدلة الميدانية أقل شمولاً مقارنةً بالزجاج. يتميز الإيثيلين تيريفثالات (ETFE) بانخفاض طاقة سطحه، لذا تتحرر العديد من الملوثات بسهولة مع الماء. أما التحدي العملي الأكبر فيكمن في أن الألواح المرنة تُركّب غالبًا بشكل مسطح، حيث يكون التنظيف الطبيعي بمياه الأمطار غير فعال تقريبًا، كما أن الإيثيلين تيريفثالات (ETFE) ألين من الزجاج، لذا فإن التنظيف الكاشط يُلحق ضررًا أكبر.

هل يمكنني استخدام غسالة الضغط على الألواح الشمسية؟

لا تستخدمه إلا إذا حددت الشركة المصنعة حدًا أقصى للضغط، ومعظمها لا يفعل. الضغط العالي يُتلف الأختام والحواف وصناديق التوصيل. خرطوم الحديقة وقطعة قماش ناعمة أكثر أمانًا وعادةً ما يكونان بنفس الفعالية.

هل تعمل الطلاءات المضادة للاتساخ فعلاً؟

أحيانًا، وتعتمد النتائج على ظروف الموقع. تُشير الاختبارات المعملية إلى نتائج مُشجّعة، حيث تُظهر الأسطح الكارهة للماء معدلات اتساخ أقل بنحو 42% في ظل دورات الندى. أما نتائج الاستخدام الميداني فهي مُتباينة، وتُعدّ المتانة نقطة ضعف، لأن التنظيف يُؤدي إلى تآكل الطلاء قبل وقت طويل من انتهاء عمر الوحدة. استفسر عن كيفية اختبار الطلاء من حيث التقادم ومقاومة التآكل، ويُفضّل أن يكون ذلك وفقًا للمعيار IEC 62788-7-3.

كم مرة يجب عليّ تنظيف الألواح الشمسية الخاصة بالمركبات الترفيهية أو القوارب؟

اعتمد على كمية الماء المتدفقة، وليس على التقويم. يكفي غسل الدراجة مرة واحدة شهرياً لمعظم الاستخدامات السياحية. أما رذاذ الملح وموسم حبوب اللقاح والطرق المتربة فتستدعي غسلها أكثر.

هل تُعتبر بقعة صغيرة متسخة مشكلة حقاً؟

قد يكون ذلك صحيحاً. فالتلوث المركز، مثل فضلات الطيور، يعمل كحاجب كثيف، لذا قد يتجاوز الفقد مساحة المنطقة المظللة. ويحدد تصميم الصمام الثنائي الالتفافي مقدار الفقد في الوحدة.

هل ينبغي أن يؤثر الاتساخ على نوع الوحدة التي أشتريها؟

نعم، بأربع طرق محددة: السطح الأمامي، واستراتيجية الميل، وتقسيم الصمام الثنائي، وطريقة التركيب التي تحدد إمكانية الوصول للتنظيف.

الخلاصة الواقعية

لا توجد تقنية واحدة تحل مشكلة الاتساخ. تساعد الطلاءات أحيانًا، ويساعد الميل غالبًا، وتساعد المراقبة في كل مكان. ما ينجح هو اتباع نهج شامل على مستوى النظام: سطح أمامي حساس، وهندسة تسمح بالتنظيف، وتصميم يحد من أضرار عدم التوافق، وروتين تنظيف يتناسب مع السطح الذي يلامسه.

تعامل مع الغبار كعامل بيئي عليك إدارته على مدى 25 عامًا، وليس كعيب تزيله في اليوم الأول. هذه العقلية تُنتج مواصفات أفضل، وتقلل بشكل كبير من المحادثات الصعبة في السنة الثالثة.

أرسل لنا تفاصيل التركيب، وليس فقط القدرة الكهربائية.

تُصنّع شركة كولينرجي وحدات ETFE المرنة ذات التلامس الخلفي، ووحدات شبه صلبة وصلبة، للموزعين، وفنيي التركيب، ومصنعي المعدات الأصلية، والمهندسين المعماريين، ومطوري المشاريع في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا. نعتمد في تصميماتنا على هندسة التركيب الفعلية بدلاً من ظروف الاختبار المثالية.

أشياء مفيدة يجب تضمينها في الرسالة الأولى:

• زاوية التركيب والسطح (ملصق، مؤطر، مثبت على سكة، قابل للمشي عليه)
• مناخ الموقع والتعرض للغبار، بالإضافة إلى من سيقوم بتنظيف الألواح وكيف
• المساحة المتاحة، والطاقة المستهدفة، وما إذا كانت الوحدة ستحمل علامة تجارية

سنخبرك بصدق أي سطح وتصميم مناسب - وأين لن يكون من المجدي دفع ثمن ادعاء مقاومة الاتساخ.

بريد إلكتروني info@couleenergy.com  | اتصل +1 737 702 0119

تصنيع المعدات الأصلية وتصميمها · الحد الأدنى لكمية الطلب منخفض · حجم وطاقة وشكل مخصص · أخذ عينات سريع |  نطاق وحدات التلامس الخلفي  ·  صفحة الاتصال

المصادر ومصادر القراءة الإضافية

1. مهمة IEA PVPS رقم 13 — خسائر التلوث: تأثيرها على أداء محطات الطاقة الكهروضوئية (التلوث كعامل رئيسي في المحصول بعد الإشعاع الشمسي؛ 3-5% خسارة سنوية عالمية)
2. برنامج IEA PVPS — صحيفة وقائع: فهم وقياس وتخفيف خسائر التلوث (4-7% المتوسط العالمي)
3. NREL — حاسبة الطاقة الشمسية الكهروضوئية، تعريفات فقد الطاقة في النظام (فقدان التلوث الافتراضي 2%)
4. NREL — علماء يدرسون الطاقة الشمسية يحاولون حل مشكلة الغبار (التثبيت، التلوث الفطري، التنظيف الآلي)
5. كانو، جون، تاتابودي، تاميزماني، IEEE PVSC 2014 — تأثير زاوية الميل على اتساخ الوحدات الكهروضوئية (ميسا، أريزونا: 2.02% عند 0 درجة، بالقرب من 1% عند 23 درجة و33 درجة)
6. التقارير العلمية — تأثيرات التلوث على وحدات الخلايا الكهروضوئية في صحراء أتاكاما (39% ذروة سنوية؛ 3% أو أقل في أماكن أخرى من نفس الصحراء)
7. الطاقة الشمسية / جامعة ساوثهامبتون — تأثير الغبار وزاوية الميل على أداء الخلايا الكهروضوئية في بيئة صحراوية (80.4% / 75.6% / 60.2% عند 0° / 15° / 25° بعد 183 يومًا بدون أمطار)، ملخص بواسطة مجلة الطاقة الشمسية الكهروضوئية
8. نايشيفسكي، شو، باراهمان وليونز، مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية — طلاءات الفلوروبوليمر للزجاج الواقي للألواح الشمسية: آليات مقاومة التلوث في وجود الندى (42% معدل اتساخ أقل؛ >99% استعادة النفاذية بالماء)
9. الطاقة الشمسية — أداء ومتانة الطلاءات المضادة للانعكاس لزجاج غطاء الألواح الشمسية: مراجعة (أسطح مضادة للانعكاس محبة للماء بزاوية تلامس تقارب 20 درجة؛ عمر افتراضي في الميدان حوالي ثماني سنوات)
10. الطاقة الشمسية — تأثير أحمال التنظيف الكاشطة على متانة الطلاءات المقاومة للأوساخ والمضادة للماء
11. NREL / DuraMAT — معيار IEC 62788-7-3 لطرق التآكل والتجارب الداعمة على أسطح وطلاءات الخلايا الكهروضوئية
12. اللجنة الكهروتقنية الدولية — IEC 62788-7-3:2022 + AMD1:2024، طرق التآكل للأسطح الخارجية لوحدات الخلايا الكهروضوئية
13. المجلة الكندية للكيمياء — تعديل سطح مادة ETFE باستخدام بلازما النيتروجين تحت الضغط الجوي (زاوية تلامس الماء مع مادة ETFE غير المعالجة 104 ± 3 درجة)
14. المجلة الدولية للطاقة الضوئية — تأثير ترسب الغبار الصناعي على أداء وحدات الخلايا الكهروضوئية (فروق درجات حرارة الوحدة النظيفة مقابل الوحدة المتسخة من 1 إلى 9 درجات مئوية)
15. عالم الطاقة الشمسية — أهمية خسائر التلوث في مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية في الهندسة والمشتريات والإنشاء والتشغيل والصيانة
16. شركة AGC للمواد الكيميائية — خصائص غشاء فلوون إي تي إف إي