طور علماء هنود نموذجًا جديدًا للتنبؤ بخسائر التلوث في الوحدات الشمسية ذات الوجهين

طور باحثون من المعهد الهندي لعلوم الهندسة والتكنولوجيا (IIEST Shibpur) نموذجًا جديدًا قائمًا على الفيزياء لتقدير تراكم الغبار على الأسطح الأمامية والخلفية للوحدات ثنائية الجوانب. وقال الباحث ساهيلي سينجوبتا: "هذا النموذج ينطبق أيضًا على المصانع الموجودة على الأسطح والمصانع التجارية". "في الهند، لا يوجد حتى الآن مصنع أكبر للوحدات ثنائية الجانب، لذلك لا يمكننا التحقق من صحة النموذج على الأجهزة الأكبر حجمًا. ومع ذلك، هذه هي خطتنا البحثية التي تهدف إلى إجراء نفس البحث على المصانع الكبيرة من الهند وخارجها."

المبادئ النموذجية

يأخذ النموذج المقترح في الاعتبار بعض معلمات المدخلات، مثل تركيز الجسيمات (PM)، وميل اللوحة، وزاوية سقوط الشمس، والإشعاع الشمسي، والبياض، ومواصفات الوحدة الكهروضوئية. كما يأخذ في الاعتبار معلمات الطقس مثل اتجاه الرياح وسرعة الرياح ودرجة الحرارة المحيطة.

يقوم هذا النموذج بحساب تراكم الغبار على السطح الأمامي للوحدات الكهروضوئية من خلال النظر في ظواهر الترسيب والارتداد وإعادة التعليق. يشير الترسيب إلى الغبار المتساقط على الأرض، ويشير الارتداد إلى ارتداد الجسيمات مرة أخرى إلى الهواء، وتشير عملية إعادة التعليق إلى استقرار الجسيمات المرفوعة بواسطة آليات مثل الرياح واضطرابات الهواء.

بعد ذلك، قام النموذج بحساب تراكم الغبار على السطح مع الأخذ في الاعتبار ظواهر الترسيب والارتداد وإعادة التعليق. تعتبر أنواع مختلفة من ترسب الجسيمات على الظهر، بما في ذلك الجسيمات التي تتحرك مع تدفق الهواء والجسيمات المرفوعة من السطح. بعد ذلك، يقوم النموذج بحساب النفاذية وتقييم قدرة المادة على السماح للضوء بالمرور بناءً على النتائج السابقة. يحدد النموذج توليد الطاقة لمحطات الطاقة الكهروضوئية من خلال تلخيص إشعاع الحزمة، والإشعاع المنتشر، والإشعاع المنعكس على الأرض.

نتائج المراقبة

وقال الباحثون: "وفقًا للملاحظات، تبلغ الكثافة السطحية للغبار على الجزء الخلفي من الركيزة الزجاجية 0.08 جم/م2 عند 34 يومًا، و0.6 جم/م2 عند 79 يومًا، و1.8 جم/م2 عند 2126 يومًا، وهو ما ينحرف عن الحسابات القائمة على النماذج بنسبة 10% و33.33% و4.4% على التوالي. تبلغ الكثافة السطحية للغبار المتراكم على السطح الخلفي للركيزة الزجاجية حوالي 1/6 من تلك الموجودة على السطح الزجاجي الأمامي، وهو ما تم التحقق من صحته أيضًا بواسطة النموذج. "بالإضافة إلى ذلك، وجد العلماء أن الخطأ بين توليد طاقة التيار المستمر المرصود وتوليد طاقة التيار المستمر المحسوب هو 5.6% في الخلف و9.6% في الأمام.

وخلص الباحثون إلى أنه "من الضروري التحقق من صحة هذا النموذج في المصانع ذات الوجهين ذات القدرة العالية في مواقع مختلفة".