في منطقة الأندلس جنوب إسبانيا، تفقد محطة طاقة شمسية كهروضوئية بقدرة 100 ميغاواط ما يقارب 151 تيرابايت من إنتاجها من الكهرباء سنويًا بسبب تراكم الغبار، وهو ما يعادل احتياجات 3000 منزل من الكهرباء سنويًا. لا يقتصر التنظيف اليدوي التقليدي على استهلاك كميات كبيرة من المياه (أكثر من 20 طنًا من الماء لكل ميغاواط لكل عملية تنظيف)، بل ينطوي أيضًا على مخاطر مرتبطة بالعمل على ارتفاعات عالية واحتمالية تلف المكونات. ولمعالجة هذه المشكلة، تُحدث روبوتات التنظيف الآلية للألواح الشمسية نقلة نوعية في عمليات تشغيل وصيانة محطات الطاقة الشمسية الكهروضوئية في إسبانيا. إذ تُسهم تقنية التنظيف الجاف بدون ماء في رفع كفاءة توليد الكهرباء بنسبة تتراوح بين 101 تيرابايت و651 تيرابايت، مع خفض تكاليف الصيانة بأكثر من 70 تيرابايت على مدى 25 عامًا.
المزايا الأساسية: لماذا تحتاج محطات الطاقة الكهروضوئية الإسبانية إلى روبوتات التنظيف؟
تتمتع إسبانيا بأكثر من 3000 ساعة من أشعة الشمس سنوياً؛ ومع ذلك، تتسبب ظروف الجفاف والعواصف الترابية في تراكم الغبار على الألواح الشمسية بمعدل أسرع بثلاث مرات مما هو عليه في شمال أوروبا. وتعالج روبوتات تنظيف الألواح الشمسية الآلية تحديات هذه الصناعة من خلال ثلاثة ابتكارات رئيسية:
- تقنية التنظيف بدون ماءباستخدام فرش حلزونية مرنة من النايلون PA610، فإنها تحقق معدل تنظيف 99% في بيئات تتراوح من -30 درجة مئوية إلى 70 درجة مئوية، مما يتجنب الخدوش على الزجاج الناتجة عن الغسيل التقليدي بالماء ويوفر موارد المياه (في بعض مناطق إسبانيا، وصلت أسعار المياه إلى 3 يورو للمتر المكعب).
- نظام جدولة ذكيبفضل دمج بيانات الطقس، تخطط الروبوتات تلقائيًا لجداول التنظيف، مثل بدء العمليات في غضون 48 ساعة بعد العاصفة الرملية، مما يضمن الحد الأدنى من فقدان الطاقة الكهربائية. تدعم وحدة الجيل الرابع المدمجة المراقبة عن بُعد، مما يسمح لفريق الصيانة بمتابعة تقدم التنظيف وتنبيهات الأعطال في الوقت الفعلي عبر تطبيق مخصص.
- تكاليف دورة الحياة المُحسّنةبالنسبة لمحطة توليد طاقة بقدرة 1 ميغاواط، تتراوح تكلفة التنظيف اليدوي في المتوسط بين 13,000 و73,000 دولار أمريكي سنويًا. في المقابل، يتراوح الاستثمار الأولي في الروبوتات بين 10,000 و20,000 دولار أمريكي، أي أن إجمالي الإنفاق على مدى 15 عامًا لا يتجاوز خُمس تكلفة العمل اليدوي.
التحليل الفني: من التصميم الميكانيكي إلى الإدارة الذكية
أداء التنظيفتم تجهيز الروبوتات بمحركات عالية السرعة تعمل بشكل مستقل، حيث تتراوح سرعة دوران الفرشاة بين 60 و120 دورة في الدقيقة، وسرعة سيرها 12 مترًا في الدقيقة، مما يسمح بتنظيف مسافة تصل إلى 3000 متر. ويقوم برنامج تنظيف ذاتي فريد بإزالة الغبار تلقائيًا من رؤوس الفرشاة بعد كل مهمة، مما يطيل عمر المواد الاستهلاكية.
القدرة على التكيف البيئيبفضل تصنيف الحماية IP65، يمكنها العمل في ظروف جوية قاسية كالأمطار الغزيرة والرياح العاتية، وتتجاوز العوائق بسهولة بفضل قدرتها على التسلق بزاوية 22 درجة للتنقل بين الفجوات بين الألواح. كما تدعم سعة البطارية البالغة 24 فولت/16 أمبير تشغيلها طوال اليوم.
عمليات وصيانة ذكيةتقوم المنصة السحابية تلقائيًا بإنشاء تقارير التنظيف وتسجيل بيانات الزيادة في الإنتاج. على سبيل المثال، شهدت محطة طاقة كهروضوئية في إسبانيا زيادة شهرية في الإنتاج بلغت 23000 كيلوواط ساعة في الصيف بعد استخدام الروبوتات، مما قلل فترة استرداد الاستثمار إلى 2.8 سنة فقط.
