תַעֲשִׂיָה

שמירה על מערכי חשמל סולריים מדבריים נקיים מאבק

שמירה על מערכי חשמל סולריים מדבריים נקיים מאבק


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

מערכת הניקוי העצמי NOMADD [מקור תמונה: NOMADD השמש המדברית]

תארו לעצמכם סביבה חרוכה בטמפרטורות של 50 מעלות צלזיוס מדי יום, ויורדת ל -40 מעלות צלזיוס בלילה, עם מהירות רוח חזקה ואבק סמיך, מה שמקשה על הנשימה. תנאים כאלה הם, כמובן, אירוע רגיל במדבריות ברחבי העולם. עם זאת, מדבריות, לאור רמות ההקרנה הגבוהות של השמש, הם מקום מושלם לייצור חשמל סולארי, כלומר למעט בעיה אחת גדולה - אבק.

על פי חברת איחוד האמירויות הערביות (איחוד האמירויות הערביות) NOMADD השמש המדברית, הצטברות של חול ואבק היא אחד האתגרים הטכניים הגדולים ביותר העומדים בפני מערכי חשמל סולאריים שנבנו במדבר. זה יוצר אובדן תשואה בסיסי יומי של 0-4 עד 0.8 אחוזים והפסדי תשואת אנרגיה של 60 אחוז מדווחים באופן נרחב במהלך סופות חול ואחריה. יתר על כן, אם הם נשארים באתר יותר מיממה, חלקיקי אבק נדבקים ללוחות.

עד כה פעולות פינוי אבק נשענו על מגוון גישות, כולן לא מספקות. אלה כללו עבודה אנושית, שהיא יקרה ולא אמינה; ניקוי במים, וזה בזבזני באזורים של לחץ מים גבוה; ציוד מורכב ורגיש הנוטה להיכשל בתנאים קשים; ומחזורי ניקוי של 7-14 יום, מה שמגדיל את הפסדי התפוקה מפגיעות לאבק דבק וסופות אבק. גישות אלו נוטות לייצר הוצאות תפעוליות גבוהות ותלויים בשוקי העבודה האנושיים ההפכפכים.

תנאים קשים מבטיחים כישלון פעולות ניקוי ידניות, מהסיבה הפשוטה שבסביבות מדבריות רבות, אי אפשר לתפקד פיזית למשך זמן ממושך במהלך היום או הלילה. מים לא תמיד זמינים והאספקה ​​עלולה להיות חשופה להפרעות או לעלויות.

לכן, פעולת ניקוי פאנלים סולאריים מדברית צריכה לעמוד בקריטריונים מסוימים. לדוגמה, עליו להיות מסוגל לנקות את כל המערך במהירות, בדרך כלל תוך פחות מיממה, ללא קשר לגודל המערך. זה דורש אוטומציה, הסרת כל הבעיות הקשורות לכוח עבודה ידני. על הפיתרון להיות מסוגל להסיר אבק ללא שימוש במים אך מבלי לשרוט את פני הלוחות. עליו להיות מקומי מקומי, פשוט ועמיד.

במשך זמן מה, בשנת 2013 ובשנת 2014, צוות חוקרים מאוניברסיטת בוסטון (BU) עבד על מכשיר לניקוי עצמי שנקרא מערכת אלקטרודינמית שקופה (EDS) שיכולה להיות משולבת במערך פאנלים סולאריים, המוטמע בפאנלים. עצמם או מוחלים על משטחי לוח באמצעות סרט מודפס על משי. המכשיר עובד באמצעות מטען חשמלי קטן, שנוצר מהפאנלים עצמם, כדי להעלות חלקיקי אבק מעל משטחי הפאנל. בדיקות עד כה הראו כי המכשיר יכול למגר 90 אחוזים מחלקיקי החול והאבק המופקדים על משטחי פאנל סולארי.

החוקרת הראשית פרופסור מלאי מזומדר פיתחה את הרעיון מהדוגמה של ריאות אנושיות, בעלות שערות מנקות את עצמן שמסירות אבק ממערכת הנשימה. מזומבר האמין שהוא יכול ליישם את הרעיון הזה על מערכות אחרות.

הרעיון משך את תשומת לבה של נאס"א בשנת 2003. הם חיפשו מערכת שתוכל לנקות ציוד מאבק קוסמי במשימות עתידיות של מאדים ולכן הם העניקו למזומדר מענק לשלוש שנים בסך 750,000 דולר להמשך פיתוח הפרויקט. מימון נוסף הגיע ממשרד פיתוח הטכנולוגיה של BU שהעניק לו מימון של 50,000 דולר לפרס ההצתה כאמצעי זמני. מצגת שניתנה לכנס האגודה האמריקנית לכימיה בבוסטון בשנת 2010 הביאה למאמרים שפורסמו ב ניו יורק טיימס וה טלגרף יומי. לאחר מכן פנו למזומדר על ידי חברת Abengoa Solar, המתמחה בתחום ה- PV הסולארי והאנרגיה הסולארית המרוכזת (CSP) עם פעילות בתחנת ההפקה סולאנה בגילה בנד שבאריזונה ופרויקט השמש Mojave ב- Barstow, קליפורניה. ככל הידוע כיום, המכשיר עדיין נמצא בפיתוח.

אפשרות נוספת פותחה על ידי שיימוס קורן, פרופסור חבר לפיזיקה באוניברסיטת יוסטון ומנהל המכון לננו אנרגיה, המתמחה בתכנון, הנדסה והרכבה של ננו-מבנים. קורראן וצוות הננו-פיזיקה שלו פיתחו גם מערכת לניקוי עצמי, המורכבת מחומר ננו-הידרופובי המצפה את הפאנל, ומונע הצטברות אבק, כמו גם שמירה מפני כתמי מים ובלייה. הציפוי מהווה מחסום המונע מהידבקות מים לפני השטח - הוא מתגלגל מהשטח במקום, נושא עמו אבק ולכלוך.

הציפוי נבדק במכון FOCAS, חלק ממכון דבלין לטכנולוגיה באירלנד ועובד באקלים ימי כמו גם בסביבות אבק גבוהות.

גישה נוספת היא זו שננקטה על ידי מפעל השמש של קטורה שמש בן 20 דונם במדבר הנגב בישראל, המופעל על ידי סימנס AG וכוח הערבה. זה משתמש בצי של 100 רובוטים Ecoppia E4 המותקנים על מסגרת שנע לרוחב לאורך משטחי הפאנל בזמן שהרובוטים נעים מעלה ומטה במהלך פעולת הניקוי. הרובוטים משתמשים במברשות מסתובבות כדי לנקות את הפאנלים, ובכל מברשת מיקרו סיבים רכים כדי למנוע שריטות. יש להם גם פאנלים מיני סולאריים משלהם כדי לייצר בעצמם את הכוח הדרוש להם לתהליך הניקוי, במקום לשאוב אותו מהמערך הסולארי. אקופיה אומרת כי גישה זו יכולה להסיר 99 אחוז מהצטברות האבק ללא צורך באספקת מים יקרים.

Torresol Energy HECTOR רובוט במפעל Gemasolar, סביליה, ספרד [מקור תמונה: סרטון אנרגיה של Torresol]

גישה דומה נוקטת מערכת הניקוי NOMADD ומפעל Gemasolar של Torresol Energy ליד סביליה, ספרד. מערכת NOMADD תוכננה, פותחה ונבדקה על ידי NOMAD Desert Solar באוניברסיטת המלך עבדאללה למדע וטכנולוגיה, (KAUST) ליד ג'דה, סעודיה בערב הסעודית.

NOMADD (מכשיר אבק אוטומטי מכני NO-water) הוא בעלות נמוכה יחסית ומיועד לשימוש באזור המזרח התיכון וצפון אפריקה (MENA). בניגוד לגישת Torresol Energy, המשתמשת בכמות קטנה של מים המופעלים על ידי רובוטי HECTOR שלה, מערכת ה- NOMADD היא נטולת מים לחלוטין.

נכון לעכשיו, נראה כי שתי הגישות הללו, רובוטים ומטענים אלקטרוסטטיים, הן שתי הדרכים המבטיחות ביותר לניקוי עצמי של מערכות אנרגיה סולארית מדברית, אך הטכנולוגיה מתפתחת כל הזמן וכמה פרויקטים עדיין נמצאים בפיתוח.

זה אומר שיכולים להיות כמה פתרונות חדשניים עוד יותר שיגיעו בעתיד הקרוב.


צפו בסרטון: מה עוצר אותנו מלבצע השקעה כלכלית מעולה? על פאנלים סולאריים וקבלת החלטות (דֵצֶמבֶּר 2022).