حلول تنظيف الخلايا الكهروضوئية، باستخدام روبوتات مرنة للمساعدة في التشغيل والصيانة الذكية

ينقسم بناء محطات الطاقة الكهروضوئية بشكل رئيسي إلى نوعين: مركزية وموزعة. ونظرًا لعوامل مثل تكاليف الإضاءة والمساحة، غالبًا ما تُقام محطات الطاقة الكهروضوئية المركزية في مناطق مفتوحة نائية كالصحاري وصحراء جوبي، بينما تُنشر أنظمة الطاقة الكهروضوئية الموزعة في الغالب على أسطح المباني المختلفة، وخاصةً أسطح العديد من المصانع في المناطق الصناعية. ورغم أن لكل من هذين النوعين مزاياه، إلا أنهما يواجهان تحديات كبيرة في تنظيف الألواح الكهروضوئية. فمن جهة، يُعد التنظيف اليدوي التقليدي غير فعال وينطوي على مخاطر السلامة، مما يُصعّب تلبية احتياجات التشغيل والصيانة اليومية؛ ومن جهة أخرى، ورغم أن استخدام المعدات الآلية كمركبات التنظيف والروبوتات يُحسّن كفاءة التنظيف، إلا أنه يتطلب غالبًا عمليات نقل متكررة، مما يُصعّب التكيف مع مختلف تصميمات مصفوفات الألواح الكهروضوئية، كما أن عمليات التشغيل على ارتفاعات عالية تُشكّل صعوبة، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة الإجمالية.

نقاط الضعف في تنظيف محطات الطاقة الكهروضوئية الموزعة:

- ارتفاع تكاليف العمالة: عادةً ما تقع محطات الطاقة الكهروضوئية الموزعة على أسطح المباني. وتنتشر هذه المحطات بكثرة، مما يستدعي تنظيفها بشكل متكرر، الأمر الذي يتطلب عمالة كثيرة، وهو أمر مكلف.

- مخاطر السلامة العالية: عند القيام بعمليات التنظيف اليدوي في أماكن مرتفعة مثل الأسطح، توجد مخاطر تتعلق بالسلامة مثل السقوط من ارتفاعات شاهقة. في بعض السيناريوهات الصناعية الخاصة، يوجد أيضًا خطر انبعاث غازات عادمة شديدة السمية وذات درجة حرارة عالية؛

- يصعب ضمان تأثير التنظيف: نظراً للعدد الكبير والتوزيع الواسع لمحطات الطاقة الكهروضوئية الموزعة، فمن السهل تفويت بعض المناطق أثناء التنظيف اليدوي، مما يؤدي إلى تأثيرات تنظيف غير متناسقة؛

يتميز الروبوت بقدرة منخفضة على التكيف مع البيئة أثناء التنظيف: فهو يتطلب عمليات نقل متعددة، ويعتمد على قنوات أو هياكل نقل، كما أنه مكلف، ويتطلب مراعاة المسافة بين الألواح الكهروضوئية واستواءها. ولا يمكنه عبور صفوف الألواح الكهروضوئية، مما يحد بشكل كبير من كفاءة العمليات العابرة للمناطق، مثل التنظيف بين المناطق والمنازل، ويؤثر على الكفاءة الإجمالية.

- النقل المتكرر لمعدات التنظيف، وانخفاض الكفاءة: تتميز محطات الطاقة الكهروضوئية المركزية بمساحة كبيرة، وتحتاج مركبات التنظيف أو روبوتات التنظيف إلى النقل المتكرر أثناء التنظيف، مما لا يزيد فقط من تآكل المعدات، بل يقلل أيضًا من كفاءة التنظيف؛

- المعدات المعقدة والتشغيل الصعب: غالبًا ما تكون المعدات الآلية مثل مركبات التنظيف أو روبوتات التنظيف معقدة في هيكلها ويصعب تشغيلها، مما يتطلب موظفين محترفين لتشغيلها وصيانتها؛

- ضعف قدرة المعدات على التكيف: يتم بناء العديد من محطات الطاقة الكهروضوئية المركزية في مناطق جبلية نائية ذات تضاريس معقدة، والتي قد تحتوي على منحدرات وحفر وغيرها من التضاريس. معدات التنظيف التقليدية لديها قدرة ضعيفة على التكيف مع هذه التضاريس؛

- تأثير التنظيف غير المتناسق: نظرًا للمساحة الكبيرة لمحطات الطاقة الكهروضوئية المركزية، فإن النقاط العمياء أو الزوايا الميتة معرضة للظهور أثناء التنظيف، مما يؤدي إلى تأثيرات تنظيف غير متناسقة ويؤثر على كفاءة توليد الطاقة الإجمالية.

استجابةً لاحتياجات وتحديات تنظيف وصيانة محطات الطاقة الكهروضوئية، أطلقنا حلاً متكاملاً لتنظيف هذه المحطات، يعتمد على نظام تنظيف عالي الضغط، يشمل عملية تشغيلية شاملة من مرحلة التحضير والتشغيل إلى مرحلة التشطيب، بالإضافة إلى جميع المواد والمعدات اللازمة. يُعدّ نظام A30 نظام تنظيف جوي متعدد الزوايا عالي الضغط، مُستمد من تقنية الروبوتات المرنة. ويركز على حلّ المشكلات التشغيلية، مثل التنظيف والرشّ على ارتفاعات عالية. فهو قادر على التحليق في الجو، ما يُتيح تنظيفًا فعالاً من زوايا متعددة. ويُعدّ مثاليًا للعمليات العابرة للمناطق، حيث يتميز بسرعة النقل والوصول، ما يُحسّن كفاءة التنظيف بشكل كبير.

تحسين كفاءة توليد الطاقة: من خلال التنظيف عالي التردد والمنتظم والفعال، يمكن الحفاظ على نظافة الألواح الكهروضوئية بشكل مستمر، وتكون كفاءة توليد الطاقة مستقرة وقابلة للتحكم، مما يعطي دفعة قوية لتطوير الطاقة الجديدة؛

انخفاض تكاليف العمالة والمعدات: يقلل التصميم المتكامل للمعدات والطائرات بدون طيار بشكل كبير من الاعتماد على القوى العاملة، ويقلل من استخدام المعدات الإضافية والآلات المعقدة، ويقلل من تكلفة شراء المعدات وصيانتها؛

سهولة التشغيل، وانخفاض مخاطر الأفراد: من خلال التكامل السلس مع نظام التحكم في الطيران، يمكن لـ A30 إكمال عملية التنظيف بأكملها تلقائيًا بالاشتراك مع مسار التنظيف المحدد مسبقًا، دون الحاجة إلى تشغيل بشري مباشر، مما يحسن كفاءة التشغيل والسلامة؛

تنظيف فعال، تغطية كاملة: أثناء التحليق، يمكن ضبط الزاوية بين -60° عموديًا إلى +35° وأفقيًا ±45°. تتيح سعة خزان المياه البالغة 30 لترًا تغطية مساحة كبيرة من الألواح الكهروضوئية في عملية واحدة، مما يقلل من عدد مرات إعادة تعبئة المياه أثناء العمل ويحسن كفاءة العمل بشكل كبير؛

سهولة النقل والاستجابة السريعة: يتيح التصميم المعياري والتركيب السريع النشر السريع وتقصير وقت الاستجابة بشكل كبير؛

المرونة للتكيف مع سيناريوهات متعددة: يتيح تصميم الفوهة المعياري لجهاز A30 التكيف مع مهام التنظيف للأسطح المختلفة ودرجات الاتساخ المختلفة.

تقع محطة طاقة كهروضوئية في جنوب غرب منغوليا الداخلية، بقدرة مركبة تبلغ 250 ميغاواط، وتمتد على مساحة تقارب 10,000 فدان. تضم المحطة أكثر من 500,000 لوحة كهروضوئية موزعة في الصحاري وصحراء غوبي ومناطق هبوط مناجم الفحم، وهي مناطق ذات بيئات جغرافية قاسية. لا تقتصر صعوبة هذه المناطق على تضاريسها المعقدة فحسب، بل إنها عرضة أيضًا للرياح العاتية والعواصف الرملية على مدار العام، مما يشكل تحديات كبيرة أمام صيانة وتنظيف الألواح الكهروضوئية.

في مواجهة هذه التحديات، قمنا بتصميم حل تنظيف مخصص لألواح الطاقة الشمسية لعملائنا، معتمدين على نظام التنظيف عالي الضغط A30. وللتغلب على مشكلة رمال الصحراء، زودنا النظام بفوهات رش متعددة العرض. أثناء التشغيل، يمكن للعملاء اختيار الفوهة الأنسب حسب كثافة الرمال، مما يساعدهم على تجاوز صعوبات المناطق النائية والبيئات القاسية، وتحقيق تنظيف فعال لألواح الطاقة الشمسية. لا تقتصر مزايا نظام A30، من حيث تعدد الزوايا والتشغيل الآلي والكفاءة والأمان، على خفض تكاليف الصيانة فحسب، بل تُحسّن أيضاً بشكل ملحوظ كفاءة توليد الطاقة من ألواح الطاقة الشمسية، مما يُحقق فوائد اقتصادية أكبر للعملاء.