تأثير التلوث على كفاءة الطاقة الشمسية

  • تلوث الغلاف الجوي يقلل من الإشعاع الشمسي وكفاءة الألواح.
  • يمكن أن يؤدي تراكم الملوثات إلى تقليل إنتاج الطاقة بنسبة تصل إلى 35%.
  • تساعد أنظمة تنظيف ومراقبة الهواء الآلية في تخفيف التأثير.

يتم تقليل الطاقة الشمسية بسبب التلوث

تلوث الغلاف الجوي ويؤثر بشكل خطير على صحة الإنسان وعلى أداء تكنولوجيات الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية. ومن أبرز نتائج التلوث أنه يسبب زيادة في أمراض الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية، ولكن له أيضًا تأثير سلبي مباشر على الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الأرض. تولد الجزيئات الملوثة العالقة في الغلاف الجوي ضبابًا يحبس الغازات الدفيئة ويقلل من كمية الإشعاع الشمسي المتاح لاستخدامه في توليد الطاقة الشمسية.

في البلدان ذات معدلات التلوث العالية مثل الصين والهند والجزيرة العربية، تتفاقم هذه المشكلة. لا يؤثر التلوث على الصحة العامة فحسب، بل يقلل أيضًا من كفاءة البنية التحتية للطاقة المعتمدة على الإشعاع الشمسي. تعاني الألواح الشمسية، التي تعتمد بشكل كبير على الإشعاع الشمسي دون عائق، من فقدان الأداء بسبب الملوثات التي تحجب ضوء الشمس.

تلوث الهواء والطاقة الشمسية

تأثير التلوث على الألواح الشمسية

إحدى الدراسات الأكثر صلة بهذا الموضوع أجرتها جامعة ديوك، تحت إشراف أستاذ الهندسة المدنية والبيئية مايكل بيرجين. وحللت هذه الدراسة كيف أن تراكم الجزيئات على الألواح الشمسية، وخاصة تلك الناتجة عن النشاط البشري، له تأثير مدمر على أدائها. الجسيمات الاصطناعية، الأصغر حجمًا والأكثر لزوجة من الغبار الطبيعي، أصعب بكثير في التنظيف، وبالتالي أكثر ضررًا لتوليد الطاقة الشمسية.

وأوضح البروفيسور بيرجين أنه على الرغم من أن زيادة وتيرة تنظيف الألواح يمكن اعتبارها حلاً، إلا أن هذا ليس إجراءً مثاليًا لأنه قد يؤدي إلى تلفها بمرور الوقت.

"الجزيئات الاصطناعية صغيرة ولزجة، لذا يكون تنظيفها أكثر صعوبة. وقال بيرجين: "كلما تم تنظيفها، زاد خطر إتلافها".

وفي المناطق القاحلة، مثل شبه الجزيرة العربية، يؤدي تراكم الملوثات إلى تقليل كفاءة الألواح الشمسية بشكل كبير. إذا تم تنظيف الألواح شهرياً، فإن الانخفاض يتراوح بين أ 17٪ و 25٪ في قدرة التوليد، أما إذا تم تنظيفها كل شهرين فإن الخسائر يمكن أن تصل إلى 35%. وهذا التأثير الاقتصادي على الطاقة الشمسية كبير، خاصة في دول مثل الصين، التي تستثمر مبالغ فلكية في الطاقة المتجددة.

كفاءة الطاقة الشمسية والتلوث

كيف يؤثر تلوث الهواء على الطاقة الشمسية؟

تؤثر ملوثات الهواء على الطاقة الشمسية بطريقتين رئيسيتين: عرقلة أشعة الشمس المباشرة و الأضرار المتراكمة على سطح الألواح الشمسية. تمنع الجزيئات الصغيرة المعلقة الإشعاع الشمسي من الوصول إلى الألواح الكهروضوئية بشكل كامل، مما يؤدي إلى توليد كهرباء أقل.

بالإضافة إلى تقليل الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الألواح، فإن تراكم الجزيئات لفترة طويلة على الأسطح يسبب أضرارًا طويلة المدى. لا تؤدي جزيئات الغلاف الجوي إلى تقليل الكفاءة اليومية للألواح فحسب، بل تؤدي أيضًا، عند عدم إزالتها بشكل صحيح، إلى تسريع عملية التآكل وزيادة تكاليف الصيانة.

فقدان كفاءة الطاقة

  • الحد من الإشعاع الشمسي المباشر: وتقوم الجسيمات المحمولة جواً بحجب الإشعاع الشمسي وتشتيته، مما يؤثر على قدرة الألواح على امتصاص الطاقة الشمسية.
  • تراكم الغبار والأوساخ: مع مرور الوقت، تستقر الملوثات على سطح الألواح، مما يؤثر بشكل أكبر على كفاءتها.
  • حاجة أكبر للصيانة: تزيد جزيئات التلوث اللزجة من الحاجة إلى تنظيف الألواح، مما يؤدي إلى زيادة مخاطر التلف وتكاليف التشغيل الإضافية.

فقدان كفاءة الطاقة الشمسية بسبب التلوث

تدابير للتخفيف من تأثير التلوث على الطاقة الشمسية

ولحسن الحظ، هناك العديد من الاستراتيجيات للتخفيف من تأثير التلوث على الألواح الشمسية. ال التنظيف المنتظم والسليم يعد استخدام الألواح إجراءً أساسيًا للحفاظ على كفاءتها في الظروف المثالية. في الأماكن ذات مستويات التلوث العالية، أنظمة التنظيف الآلي يمكن أن تقدم حلاً فعالاً عن طريق تقليل الحاجة إلى التدخل اليدوي المتكرر وتقليل تآكل الألواح.

لتحسين أداء اللوحات، يُنصح أيضًا بتنفيذ أ المراقبة المستمرة من مستويات التلوث البيئي. تسمح لك أجهزة استشعار جودة الهواء بتوقع متى سيكون من الضروري إجراء المزيد من مهام الصيانة المتكررة، مما يؤدي إلى تحسين أداء المنشآت الكهروضوئية. إجراء آخر هو تحسين التصميم والهيكل الألواح، خاصة عن طريق ضبط زاوية الميل، مما يسمح للمطر بالحفاظ على نظافة الألواح بشكل طبيعي.

  1. أتمتة تنظيف اللوحة: تعمل أنظمة التنظيف الآلي على منع تراكم الجسيمات على الألواح وتقليل تكاليف الصيانة.
  2. مراقبة تلوث الهواء: تساعد مستشعرات جودة الهواء في تحديد متى تكون الصيانة الوقائية ضرورية.
  3. تحسين تخطيط اللوحة: اضبط ميل الألواح لتسهيل التنظيف الطبيعي بالمطر.

وبالتوازي، يعمل الباحثون على طلاءات خاصة مما قد يمنع تراكم الغبار والملوثات على الألواح، مما يساهم في زيادة الكفاءة على المدى الطويل. وعلى الرغم من أنها لا تزال في مرحلة التطوير، إلا أن هذه التطورات تعد بتحسين مقاومة الألواح الشمسية لآثار التلوث.

ولا يساهم خفض مستويات تلوث الهواء في تحسين الصحة العامة فحسب، بل يزيد أيضًا من كفاءة الطاقة المتجددة، بما في ذلك الطاقة الشمسية. ولذلك، تتحمل الحكومات والشركات مسؤولية تنفيذ سياسات بيئية صارمة ومواصلة الاستثمار في التقنيات النظيفة.

تظل الطاقة الشمسية واحدة من أفضل الأسلحة لمكافحة تغير المناخ. على الرغم من التحديات التي يفرضها التلوث، فإن الجمع بين التقدم التكنولوجي مثل الطلاءات الواقية وأنظمة التنظيف الآلية سيسمح باستخدام مصدر الطاقة المتجددة هذا بشكل أفضل في المستقبل وتعظيم إمكاناته.


اترك تعليقك

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *

*

*

  1. المسؤول عن البيانات: ميغيل أنخيل جاتون
  2. الغرض من البيانات: التحكم في الرسائل الاقتحامية ، وإدارة التعليقات.
  3. الشرعية: موافقتك
  4. توصيل البيانات: لن يتم إرسال البيانات إلى أطراف ثالثة إلا بموجب التزام قانوني.
  5. تخزين البيانات: قاعدة البيانات التي تستضيفها شركة Occentus Networks (الاتحاد الأوروبي)
  6. الحقوق: يمكنك في أي وقت تقييد معلوماتك واستعادتها وحذفها.