توسط : پژوهشگران مراکشی موفق به طراحی سیستمی نوآورانه برای تمیز کردن پنل‌های خورشیدی شده‌اند که با استفاده از فیلم شفاف غلتان، گردوغبار و فضولات پرندگان را به‌طور مؤثر از سطح پنل‌ها حذف می‌کند.
این سیستم که تاکنون به ثبت اختراع رسیده، گامی مهم در خودکارسازی فرایند نگهداری پنل‌های خورشیدی به شمار می‌رود. هزینه ساخت نمونه اولیه آن تنها ۳۸۶ دلار بوده و پژوهشگران قصد دارند در نسخه‌های بعدی، قابلیت‌های هوش مصنوعی را نیز به آن اضافه کنند تا امکان پایش هوشمند و پاک‌سازی پیش‌بینانه فراهم شود.
به گفته پژوهشگران، در مراحل بعدی، استفاده از یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی زمان‌بندی پاک‌سازی براساس شرایط محیطی و بهره‌گیری از مدل دوقلوی دیجیتال (Digital Twin) برای نگهداری پیش‌بینانه در دستور کار قرار دارد. این الگوریتم‌ها می‌توانند برنامه‌های پاک‌سازی را بر مبنای داده‌های واقعی بهینه کنند و عملکرد سامانه را در شرایط مختلف اقلیمی ارتقا دهند.
نوآوری در تمیزکاری پنل‌های خورشیدی با فیلم غلتان
در مرکز طراح این سیستم، فیلم شفاف و انعطاف‌پذیری قرار دارد که بیش از ۹۵ درصد نور را از خود عبور می‌دهد و می‌تواند دمایی تا ۹۳ درجه سانتیگراد را تحمل کند. در نمونه اولیه، این فیلم ابعادی برابر با ۵۰ در ۲۰۰ سانتی‌متر، ضخامتی برابر با ۲ میلی‌متر و وزنی معادل ۱.۴ کیلوگرم داشت.
فیلم به‌صورت پیوسته روی سطح پنل حرکت می‌کند و با کمک دو محور گردان، گردوغبار و آلودگی‌ها را از روی سطح می‌زداید. در بخش پایینی سیستم نیز برس مارپیچی قرار گرفته که با حفظ تماس مداوم و اعمال فشار یکنواخت، فرایند پاک‌سازی را تکمیل می‌کند.
پژوهشگران این سامانه را به‌گونه‌ای طراحی کرده‌اند که به‌راحتی با ساختارهای نصب موجود پنل‌های خورشیدی سازگار شود. آزمایش‌ها روی یک پنل پلی‌کریستالی با ابعاد ۴۸×۳۵×۱.۷ سانتی‌متر انجام شد که در شرایط استاندارد آزمایش، توان خروجی حداکثر آن ۱۷.۲ ولت و ۱.۱۷ آمپر بود. ولتاژ مدار باز این پنل ۲۱.۲ ولت و جریان اتصال کوتاه آن ۱.۲۸ آمپر اندازه‌گیری شد و دامنه دمای کاری آن بین ۴۰ تا ۸۵ درجه سانتیگراد گزارش شد.
برای کنترل سامانه، از برد STM32F429 استفاده شده که به‌دلیل قدرت پردازشی مناسب، امکانات جانبی یکپارچه و قیمت اقتصادی، گزینه‌ای ایده‌آل برای محیط‌های سخت محسوب می‌شود. این برد، موتورهای دستگاه را به‌صورت خودکار و براساس سطح رطوبت و تابش خورشید هر صبح به مدت ۲۰ ثانیه فعال می‌کند. موتور حرکت‌دهنده فیلم با سرعتی آهسته، معادل یک چرخش در ثانیه، کار می‌کند تا پاک‌سازی دقیق انجام شود، درحالی‌که موتور برس با سرعتی شش برابر سریع‌تر، یعنی شش چرخش در ثانیه، می‌چرخد تا عملکرد تمیزکاری به حداکثر برسد.
حدود ۷۵ درصد از هزینه ساخت پایلوت این سیستم مربوط به اجزای الکتریکی ازجمله حسگرهای جریان و ولتاژ (هر کدام ۷۰ دلار) و مبدل DC-DC به ارزش ۱۲۲.۳ دلار بوده است. باقی هزینه شامل اجزای مکانیکی مانند میله‌های فلزی و خود پنل خورشیدی است. پژوهشگران عمر مفید بخش‌های الکترونیکی را ۸ تا ۱۲ سال در شرایط خشک برآورد کرده‌اند.
نتایج نشان می‌دهد که این سامانه در مقایسه با فناوری‌های موجود، هزینه نگهداری کمتری دارد و به‌ویژه برای مناطق خشک کارایی اقتصادی بیشتری ارائه می‌دهد.
این پژوهش در مقاله‌ای در مجله Unconventional Resources منتشر شده است.
بیشتر بخوانید: آموزش شستشو و تمیز کردن پنل‌های خورشیدی | راهنمای جامع گام به گام
