Njia Muhimu za Kuchukua
- Mlundikano wa vumbi unaweza kupunguza ufanisi wa paneli za jua.
- Maji ni rasilimali ya thamani sana kwa kuweka paneli za jua bila vumbi.
-
Watafiti wamebuni mbinu inayotumia chaji za umeme ili kufanya vumbi liruke kwenye paneli.
Mwangaza mwingi wa jua na ardhi huifanya majangwa kuwa bora kwa kusakinisha paneli za miale ya jua, lakini pia yana vumbi nyingi, ambayo hupunguza ufanisi wake. Tunahitaji njia mpya ya kuweka paneli za jua bila vumbi.
Maji yana jukumu muhimu katika kufanya vidirisha visiwe na vumbi, lakini ni rasilimali muhimu ambayo inatumika vyema kwingineko. Katika jitihada zao za kutafuta njia mbadala bora, watafiti wa MIT wamebuni mbinu mpya ya kusafisha paneli za miale ya jua ambayo hutumia chaji za umeme kurudisha chembe za vumbi, kimsingi kuzifanya ziruke kutoka kwa paneli.
“Karatasi ya utafiti ni muhimu kwa maendeleo endelevu ya tatizo la uchafuzi wa PV (photovoltaic),” Matthew Muller, Mhandisi katika Kikundi cha Utendaji na Kuegemea cha PV katika Maabara ya Kitaifa ya Nishati Mbadala (NREL), aliiambia Lifewire kupitia barua pepe.. "Karatasi imeandikwa vizuri, ni hatua muhimu katika kazi ya muda mrefu ya kushughulikia uchafuzi wa PV, na kwa hivyo baadhi ya majaribio yaliyofafanuliwa ni muhimu sana kwa jamii."
Tafuna Vumbi
Katika karatasi zao, mwanafunzi aliyehitimu MIT, Sreedath Panat na profesa wa uhandisi wa mitambo Kripa Varanasi wanataja makadirio ambayo yanakadiria nishati ya jua itafikia asilimia 10 ya uzalishaji wa umeme ulimwenguni kufikia 2030.
Wanahoji kuwa licha ya maboresho ya hivi majuzi ya teknolojia ya PV ili kusaidia kuboresha ufanisi wa paneli za jua, mkusanyiko wa vumbi ni mojawapo ya changamoto kubwa za uendeshaji kwa sekta hiyo.
Vumbi, anaeleza Muller, hutua kwenye paneli ya jua kwa sababu ya uvutano na mbinu zingine za uwekaji. Chembe chembe za vumbi kisha huzuia upitishaji wa mwanga kwenye seli ya jua, na hivyo kusababisha kupunguzwa kwa nguvu kwa miale ya nje iliyotolewa. Tunaona hasara kutokana na uchafuzi wa PV nchini Marekani kati ya 0-7% ambapo hasara 7% ni kwa maeneo yenye vumbi kusini-magharibi,” alielezea Muller.
Zaidi ya hayo, watafiti wanaeleza kuwa katika mazingira magumu kama vile katikati ya jangwa, vumbi hujilimbikiza kwa viwango vya karibu 1 g/m2 kwa siku na, lisiposafishwa, linaweza kurundikana hadi 3 mg/cm2 kwa chini. mwezi. Kuweka hilo katika mtazamo, mkusanyiko wa vumbi wa 5 mg/cm2 unalingana na karibu asilimia 50 ya hasara ya pato la nishati, shiriki watafiti. Ili kuliweka hilo katika hali ya kifedha, wanasema kwamba upotevu wa wastani wa nishati wa asilimia 3-4 kwa kiwango cha kimataifa ni sawa na hasara ya kiuchumi ya $3.3 hadi $5.5 bilioni.
Haishangazi, kwamba rasilimali nyingi hutumiwa kusafisha paneli za jua, wakati mwingine hata mara kadhaa kwa mwezi, kulingana na ukali wa hali ya uchafu.
Njia ya kawaida ya kusafisha ni kutumia jeti za maji zenye shinikizo na dawa, ambazo watafiti wanakadiria kuwa zinaweza kuchangia hadi asilimia 10 ya gharama ya uendeshaji na matengenezo ya mashamba ya miale ya jua.
Watafiti wengine wamekokotoa kuwa mitambo ya nishati ya jua hutumia takriban lita milioni moja hadi tano za maji kwa kusafisha kwa MW 100 za umeme unaozalishwa kwa mwaka. Ikiongezwa, hiyo inatafsiri hadi lita bilioni 10 za maji kwa madhumuni ya kusafisha paneli za jua, ambayo inakadiriwa kuwa ya kutosha kutosheleza mahitaji ya kila mwaka ya maji ya hadi watu milioni 2.
Safi Njia ya Kutoroka?
Kusugua ni njia mbadala ya kusafisha kwa kutumia maji, lakini hii haina ufanisi na inahatarisha kukwaruza paneli na kusababisha kupungua kwa ufanisi wake usioweza kutenduliwa.
Usafishaji wa paneli za miale za kielektroniki, ambazo hazitumii maji, wala hazina hatari za kusugua kwenye mguso, zimejitokeza kama njia mbadala ya kusisimua. Skrini za Electrodynamic (EDS) ndizo mifumo maarufu zaidi ya kuondoa vumbi la kielektroniki, na hizi hutumika kwenye Mars rover, Muller anasema.
Hata hivyo, watafiti wanahoji kuwa kuna changamoto kadhaa za kutekeleza EDS katika paneli za miale ya jua Duniani, kama vile kupenya kwa unyevu na mlundikano, ambayo hatimaye inaweza kusababisha upungufu wa umeme wa elektrodi.
Taratibu zao zinazopendekezwa huunda juu ya mbinu iliyopo ya kusafisha tuli na hutumia chaji za umeme kusababisha chembechembe za vumbi kujitenga na kuruka kutoka kwenye uso wa paneli. Mfumo unaweza kuendeshwa kiotomatiki kwa kutumia injini rahisi ya umeme na reli za mwongozo kando ya paneli.
Teknolojia inasisimua, lakini iko katika kiwango cha utafiti pekee na kwa hivyo iko mbali sana kutokana na kujiendeleza kibiashara, anakumbusha Muller. Zaidi ya hayo, anaongeza kuwa watafiti walifanya majaribio na vumbi la barabarani, jambo ambalo ni mwafaka.
“Katika [ulimwengu] halisi, udongo unaweza kuwa tata zaidi… na hivyo kifaa kinaweza kisifanye kazi katika mazingira kadhaa.”
