يؤثر مستوى التلوث في محطات الطاقة الكهروضوئية بشكل مباشر على كفاءة توليد الطاقة وفوائدها الاقتصادية. لتحسين إدارة وصيانة محطات الطاقة الكهروضوئية، من الضروري فهم تعريفات التلوث الخفيف والمتوسط والشديد وطرق حسابه، بالإضافة إلى توصيات تكرار التنظيف في مختلف السيناريوهات بناءً على توصيات روبوتات التنظيف.
1. التلوث الخفيف
تعريف:
التلوث الخفيف هو تراكم طفيف للملوثات على سطح الألواح الشمسية، مما يؤثر بشكل طفيف على كفاءة توليد الطاقة. ويشمل عادةً غبارًا خفيفًا، أو بقعًا صغيرة، أو فضلات طيور صغيرة.
مؤشرات التقييم:
- تراكم الملوثات: ≤ 50 ملغ/م².
- مؤشر فقدان التربة (SLI): متوسط مؤشر فقدان التربة الشهري < 2%.
- خسارة التربة اليومية (DSL): DSL < 1%.
- الخطأ النسبي (RE): RE ≤ 5%.
- خطأ الجذر التربيعي المتوسط (RMSE): RMSE ≤ 10%.
صيغ الحساب:
- الخطأ النسبي (RE):
RE = (X - Y) / X * 100%
حيث أن X هو توليد الطاقة الكهروضوئية اليومي الفعلي، وY هو توليد الطاقة الكهروضوئية اليومي المتوقع.
- خطأ الجذر التربيعي المتوسط (RMSE):
جذر متوسط التربيع = الجذر التربيعي (1/n * المجموع ((X_i - Y_i)²))
حيث أن X_i هو توليد الطاقة الكهروضوئية اليومي الفعلي، وY_i هو توليد الطاقة الكهروضوئية اليومي المتوقع، وn هو عدد العناصر في عينة الاختبار.
توصيات بشأن تكرار التنظيف:
- المناطق الصحراوية:أسبوعيًا، بسبب العواصف الرملية المتكررة التي تؤدي إلى تراكم سريع للتلوث.
- المناطق الريفية:كل شهرين، حيث أن المناطق الريفية نظيفة نسبيًا مع وجود القليل من الغبار وفضلات الطيور.
- المناطق الحضرية:شهريًا، حيث تعاني المناطق الحضرية من تلوث الهواء وتراكم الملوثات السريع.
- المناطق الصناعية:أسبوعيًا، بسبب الكميات الكبيرة من الملوثات المنبعثة والتي تسبب اتساخ اللوحة بسرعة.
- المناطق الساحلية:كل 3 أشهر، حيث تعمل الرطوبة العالية مع الحد الأدنى من تأثير الملح والأمطار الطبيعية على تنظيف الألواح.
- المناطق الزراعية:كل شهرين، نظرًا لوجود بقايا المبيدات والغبار، إلا أن التلوث الإجمالي أقل.
2. التلوث المعتدل
تعريف:
التلوث المعتدل ينطوي على تراكم كبير للملوثات على الألواح الشمسية، مما يؤثر بشكل ملحوظ على كفاءة توليد الطاقة. وعادةً ما يتضمن طبقات غبار أكثر سمكًا، أو بقعًا ملحوظة، أو كميات أكبر من فضلات الطيور.
مؤشرات التقييم:
- تراكم الملوثات: 50 ملغ/م² إلى 200 ملغ/م².
- مؤشر فقدان التربة (SLI): متوسط SLI الشهري 2% إلى 4%.
- خسارة التربة اليومية (DSL): خسارة التربة اليومية تتراوح بين 1% و3%.
- الخطأ النسبي (RE): RE بين 5% و15%.
- خطأ الجذر التربيعي المتوسط (RMSE): خطأ الجذر التربيعي المتوسط بين 10% و20%.
صيغ الحساب:
- مؤشر فقدان التربة (SLI):
SLI = (P_clean - P_dirty) / P_clean * 100%
حيث أن P_clean هو توليد الطاقة بعد التنظيف، و P_dirty هو توليد الطاقة بعد التلوث.
- خسارة التربة اليومية (DSL):
DSL = (P_clean_daily - P_dirty_daily) / P_clean_daily * 100%
حيث أن P_clean_daily هو توليد الطاقة اليومي بعد التنظيف، وP_dirty_daily هو توليد الطاقة اليومي بعد التلوث.
توصيات بشأن تكرار التنظيف:
- المناطق الصحراوية: 1-2 مرات أسبوعيا، بسبب العواصف الرملية المتكررة.
- المناطق الريفية:كل 1-2 شهر، وخاصة خلال المواسم التي يكثر فيها الغبار وفضلات الطيور.
- المناطق الحضرية:كل 1-2 شهر، لأن التلوث يتراكم بشكل أسرع.
- المناطق الصناعية: 1-2 مرات أسبوعيا، بسبب انبعاثات الملوثات الثقيلة.
- المناطق الساحلية:كل شهرين، حيث أن تأثير الملح أكبر وقد لا تكون كمية الأمطار كافية.
- المناطق الزراعية:كل 1-2 شهر، بسبب بقايا المبيدات.
3. التلوث الشديد
تعريف:
يتميز التلوث الشديد بتراكم كثيف للملوثات على الألواح الشمسية، مما يؤثر بشكل كبير على كفاءتها في توليد الطاقة. عادةً ما يتضمن ذلك طبقات كثيفة من الغبار، أو بقعًا واسعة الانتشار، أو كميات كبيرة من فضلات الطيور.
مؤشرات التقييم:
- تراكم الملوثات: > 200 ملغ/م².
- مؤشر فقدان التربة (SLI): متوسط SLI الشهري > 4%.
- خسارة التربة اليومية (DSL): DSL > 3%.
- الخطأ النسبي (RE): RE > 15%.
- خطأ الجذر التربيعي المتوسط (RMSE): RMSE > 20%.
صيغ الحساب:
- مؤشر فقدان التربة (SLI):
SLI = (P_clean - P_dirty) / P_clean * 100%
حيث أن P_clean هو توليد الطاقة بعد التنظيف، و P_dirty هو توليد الطاقة بعد التلوث.
- خسارة التربة اليومية (DSL):
DSL = (P_clean_daily - P_dirty_daily) / P_clean_daily * 100%
حيث أن P_clean_daily هو توليد الطاقة اليومي بعد التنظيف، وP_dirty_daily هو توليد الطاقة اليومي بعد التلوث.
توصيات بشأن تكرار التنظيف:
- المناطق الصحراوية:كل 3 أيام، أو بشكل متكرر بسبب التراكم السريع للملوثات.
- المناطق الريفية:شهريًا، على الرغم من أنها نظيفة نسبيًا، إلا أن بعض المواسم تزيد فيها الأوساخ.
- المناطق الحضرية: شهريًا، بسبب تراكم التلوث الشديد.
- المناطق الصناعية:كل ثلاثة أيام، تتسبب الانبعاثات الصناعية في تراكم الأوساخ بسرعة.
- المناطق الساحلية:شهريًا، حيث أن الرطوبة والملح يؤثران على الألواح بشكل أكبر.
- المناطق الزراعية:شهريًا، بسبب بقايا المبيدات الحشرية والغبار الإضافي.
تقييم تأثير التنظيف
التحسينات:
- زيادة الكفاءة:يظهر مثال من مدينة ووهان أن محطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على السطح بقدرة 8 ميجاوات يمكنها زيادة الإنتاج السنوي بمقدار 720 ألف كيلووات ساعة مع تحسن كفاءة 10% بعد التنظيف.
- خفض التكاليف:يقلل من تكاليف صيانة السقف ولا يتطلب نظام مياه باهظ الثمن للصيانة مع التخفيف من زيادات تكاليف العمالة في المستقبل.
خاتمة
يجب تعديل دورة التنظيف المثالية لمحطات الطاقة الكهروضوئية بشكل ديناميكي بناءً على شدة التلوث والظروف البيئية. يتطلب التلوث الخفيف التنظيف كل 7 أسابيع، والتلوث المتوسط كل شهر إلى شهرين، والتلوث الشديد كل أسبوع إلى أسبوعين. فيما يلي توصيات التنظيف بناءً على سيناريوهات مختلفة:
- المناطق الصحراوية:خفيفة - أسبوعيًا، متوسطة - 1-2 مرة أسبوعيًا، شديدة - كل 3 أيام.
- المناطق الريفية:خفيفة – كل شهرين، متوسطة – 1-2 شهر، شديدة – شهريًا.
- المناطق الحضرية:خفيفة – شهريًا، متوسطة – 1-2 شهرًا، شديدة – أسبوعيًا.
- المناطق الصناعية:خفيفة – أسبوعيًا، متوسطة – 1-2 أسبوعيًا، شديدة – كل 3 أيام.
- المناطق الساحلية:خفيفة – كل 3 أشهر، متوسطة – كل شهرين، شديدة – شهريًا.
- المناطق الزراعية:خفيفة – كل شهرين، متوسطة – 1-2 شهرًا، شديدة – شهريًا.
يرجى الرجوع إلى طريقة الحساب التفصيلية:صيغ حساب تأثيرات وفترات تنظيف محطة الطاقة الكهروضوئية
يُحسّن استخدام أنظمة التنظيف الذكية كفاءة التنظيف بشكل ملحوظ، ويُخفّض تكاليف العمالة، ويُعزّز توليد الطاقة. وبصفتنا شركةً مُصنّعةً لروبوتات التنظيف، يُعدّ التحسين المُستمر لتصميم الروبوتات وتقنياتها أمرًا بالغ الأهمية لتوفير حلول تنظيف أكثر كفاءةً وموثوقيةً، بما يُسهم في التنمية المُستدامة والتشغيل الفعّال لمحطات الطاقة الكهروضوئية.
