الأبحاث يحصل على براءة اختراع في قياس تأثير تراكم الغبار أو أي ملوثات أخرى على أداء الخلايا الشمسية
حصل برنامج الطاقة المتجددة التابع لمركز أبحاث الطاقة والبناء في معهد الكويت للأبحاث العلمية، على براءة اختراع صادرة من مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة الأمريكية، في موضوع قياس تأثير تراكم الغبار أو أي ملوثات أخرى على أداء الخلايا الشمسية، وسجلت براءة الاختراع بأسماء فريق البحث وهم: الدكتور فراس الزعبي، والمهندس عبدالله الكندري، والمهندس عبدالوهاب العصفور، إذ نجحوا في تصميم هذا الاختراع، والذي يعد تصميما عمليا ونموذجًا رياضيًا جديدا، مخصصًا لدراسة وقياس أثر توزيع الغبار المنتظم والغير منتظم مكانيا، على أسطح الخلايا الشمسية بدقة عالية.
ويتميز هذا الاختراع باستخدامه لخلية شمسية واحدة، يتم قياسها تحت ثلاثة ظروف مختلفة على ثلاث مراحل ضمن فترة زمنية قصيرة جدا، حيث تتعرض الخلية الشمسية تعرّضًا كاملاً ومباشرًا لضوء الشمس في المرحلة الأولى، ثم تتعرض للضوء من خلال زجاج شفاف نظيف في المرحلة الثانية، أما في المرحلة الثالثة فيتم تعريضها للضوء من خلال زجاج شفاف تعرض للغبار او أي ملوث طبيعي، حيث يسمح للخلية الشمسية بالحركة باتجاهين لقياس الطاقة المنتجة تحت نقاط مختلفة من الزجاج الملوث، والذي يعتبر الخاصية المميزة لهذا الاختراع والأولى من نوعها. إذ يعمل هذا الاختراع الذي تم الكشف عنه، كمنصة لاختبار الخلايا الكهروضوئية بجميع أنواعها وفي ظروف تلوث مختلفة، مما يسمح للاختراع بمجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة.
ومن الجدير بالذكر أن قياس تأثير تراكم الملوثات على الأجهزة الضوئية لا يزال في مهده، وبما يخص الاختراع المقدم يمكن أن يتسبب التلوث غير المنتظم في تقليل الطاقة بشكل أكبر مقارنة بالتلوث المنتظم، نظرًا لأن الطاقة المنتجة من الخلايا الكهروضوئية (أو مجموعة من الوحدات الكهروضوئية)، تتحدد بالطاقة المنتجة من الخلية (أو الوحدة الكهروضوئية) الأسوأ أداءً، ولتحديد تأثير انتظام التلوث على الأجهزة الكهروضوئية، تستخدم التقنيات الحالية معالجة الصور جنبًا إلى جنب مع المستشعرات الضوئية والحرارية، ولكنها تفتقر إلى الدقة في القياس، إلى جانب صعوبة القيام بعملية القياس، نظرا لعدم توفر جهاز كهربائي للقياس المباشر، بالإضافة إلى ذلك، فإن مقارنة جهازين (أو أكثر) من الأجهزة الكهروضوئية غير المتطابقة في بعض الأساليب، من شأنه أن يزيد أيضًا من عدم اليقين في القياس.
ويساهم هذا الاختراع المقدم في اكتشاف عيوب الوحدة الكهروضوئية المحتملة و الناجمة عن تراكم الغبار غير المنتظم، أو حتى الناجمة عن عدم التطابق بين الخلايا الشمسية (أي تكوين نقطة ساخنة)، ومن ثم فإنه يساعد في تعزيز قرارات محطات الطاقة الكهروضوئية فيما يتعلق بتخطيطات تصميم ما قبل البناء، ويساعد في أعمال الصيانة لتحديد مواقع الأوساخ غير المنتظمة بدرجة عالية من الدقة، وتقديم تنبؤات أفضل بتباين أداء المصنع بسبب توزيع الأوساخ الموسمية.
كما يساعد هذا الاختراع في تحديد دورات التنظيف للخلايا الكهروضوئية بدقة مما يخفض التكلفة، ومراقبة خسائر إنتاج الطاقة بسبب التلويث، وزيادة على ذلك يمكن للاختراع أيضا أن يساعد في دراسة تأثير تقنيات معالجة سطح الزجاج الكهروضوئية على أنماط تراكم الأوساخ (أي الطلاءات المضادة للانعكاس والتلوث). ويسمح الاختراع أيضا بإجراء عمليات حسابية دقيقة لآثار الطقس الأخرى (درجة الحرارة والإشعاع والرطوبة والرياح) على الأجهزة الكهروضوئية التي يتم اختبارها في الحقل.
ويتميز هذا الاختراع المقدم بانه الأدق والأقل تعقيدا إلى هذه اللحظة، بخلاف معظم المنتجات الحالية، فيمكنه القضاء بشكل فعال على جميع مصادر الأخطاء عند قياس تأثير الغبار المنتظم وغير المنتظم على الخلايا الشمسية، مع تقليل التعقيدات والتكاليف المرتفعة للتشغيل والصيانة العالية التي تتطلبها المنتجات الحالية.
