اقترح باحثون في مركز علوم المواد بجامعة PLS في صوفيا أنتيبوليس (فرنسا) نهجًا جديدًا لحماية الألواح الشمسية من الظروف الجوية القاسية.

تشير ورقة علمية بعنوان "الجمع بين التعلم الآلي وديناميكيات الموائع الحسابية لتحسين زاوية ميل الألواح الشمسية في الطقس العاصف"، نُشرت في مجلة فيزياء الموائع، إلى أنه لا توجد حاليًا طريقة مثلى لوضع الألواح الشمسية بأمان في ظل ظروف الرياح.

تتطلب الطرق التقليدية في كثير من الأحيان وضع الألواح الشمسية موازية للأرض عندما تصل سرعة الرياح إلى مستوى معين. ورغم فعالية هذه الطريقة في بعض الحالات، إلا أنها تمنع الألواح من توليد الطاقة، كما أنها تجعلها غير محمية من أقصى سرعات الرياح.

W-dien mat troi.png
تم تركيب ألواح شمسية في مشروع للطاقة الشمسية في فيتنام. الصورة: شوان نغوك.

يسمح الإطار الجديد لفريق البحث للوحة الشمسية بضبط زاويتها المثلى بالنسبة للشمس لمواصلة توليد الكهرباء، وذلك بفضل استخدام مشغلات تتبع الشمس الشائعة بشكل متزايد.

تجمع هذه الطريقة بين عمليات محاكاة الرياح المتقدمة والتعلم الآلي لتحسين زاوية كل لوحة شمسية في ظل الرياح القوية.

"من خلال الجمع بين ديناميكيات السوائل المتقدمة والذكاء الاصطناعي، وجدنا طريقة مبتكرة لمعالجة المخاطر المتعلقة بالرياح وزيادة استدامة أنظمة الطاقة المتجددة"، كما قال مؤلف التقرير إيلي هاشم.

بخلاف الأساليب السابقة، ينظر هذا الإطار الجديد إلى الألواح الشمسية على أنها "صانعة قرار" مستقلة، ويقدم حلولاً قائمة على البيانات للتخفيف من تأثير الرياح.

وأضاف إيلي هاشم: "الأمر أشبه بتعليم الألواح الشمسية "الرقص مع الرياح"، مما يقلل من الأضرار ويحمي إنتاج الطاقة في الرياح القوية".

اختبر فريق البحث هذا الإطار المنهجي في مواجهة مخاطر تلف متنوعة، كالتشقق والاهتزاز وإجهاد المواد. وأظهرت النتائج أن الطريقة الجديدة قللت من الإجهاد الديناميكي الهوائي على كلٍ من النماذج ثنائية وثلاثية الأبعاد المزودة بستة ألواح شمسية مثبتة على الأرض في ظل رياح سرعتها 50 كم/ساعة. وقد تفوقت هذه الطريقة على طرق الحماية التقليدية بنسبة عشرات بالمئة.

يتوقع فريق البحث أنه بدعم من الذكاء الاصطناعي وأساليب التجربة والخطأ، يمكن لهذا النظام إيجاد حلول مبتكرة لإدارة الألواح الشمسية واسعة النطاق في ظل ظروف الرياح القوية، مع استكمال الخبرة الهندسية والعملية الحالية بشكل فعال.

لا يقتصر هذا النهج على تحدي الأساليب التقليدية فحسب، بل يقدم أيضًا حلاً مرنًا وقابلاً للتطبيق على نطاق واسع لزيادة القدرة على الصمود في المواقف الواقعية.

(وفقًا لمجلة PV)

الفوائد المذهلة للألواح الشمسية في مزارع الكروم الأسترالية: أظهرت التجارب أن الألواح الشمسية المثبتة في مزارع الكروم الأسترالية لها استخدامات عديدة، لا سيما في مساعدة القطاع الزراعي على التكيف مع تغير المناخ.