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

تشير الورقة العلمية بعنوان "دمج التعلم الآلي وديناميكيات السوائل الحسابية لتحسين زاوية إمالة الألواح الشمسية في طقس الرياح العاتية" المنشورة في مجلة Physics of Fluids إلى أنه لا توجد حاليًا طريقة مثالية لوضع الألواح في وضع آمن في ظروف الرياح العاتية.

غالبًا ما تتطلب الطرق التقليدية وضع الألواح بشكل موازٍ للأرض عند وصول سرعة الرياح إلى مستوى معين. ورغم فعالية هذا في بعض الحالات، إلا أنه يجعل الألواح غير قادرة على إنتاج الطاقة، ويحرمها من الحماية ضد أقصى سرعات الرياح.

W-dien mat troi.png
ألواح شمسية مُركّبة في مشروع طاقة شمسية بفيتنام. تصوير: شوان نغوك

يتيح الإطار الجديد الذي ابتكره الفريق للوحة الشمسية ضبط زاويتها المثلى بالنسبة للشمس لمواصلة توليد الكهرباء، وذلك باستخدام محركات تعقب الطاقة الشمسية التي أصبحت شائعة بشكل متزايد.

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

وقال إيلي هاشم، مؤلف التقرير: "من خلال الجمع بين ديناميكيات السوائل المتقدمة والذكاء الاصطناعي، وجدنا طريقة مبتكرة لمعالجة مخاطر الرياح وزيادة مرونة أنظمة الطاقة المتجددة".

وعلى النقيض من النهج السابق، ينظر هذا الإطار الجديد إلى الألواح الشمسية باعتبارها "صانعي قرار" مستقلين، ويوفر حلولاً تعتمد على البيانات للتخفيف من آثار الرياح.

وأضاف إيلي هاشم: "إن الأمر يشبه تعليم الألواح كيفية "الرقص مع الريح"، مما يقلل الأضرار ويحمي إنتاج الطاقة في ظروف الرياح القوية".

اختبر الفريق الهيكلَ ضدّ مخاطر تلف متنوعة، بما في ذلك التمزق والاهتزاز وإجهاد المواد. وأظهرت النتائج أن الطريقة الجديدة قلّلت الضغط الديناميكي الهوائي على النماذج ثنائية وثلاثية الأبعاد، باستخدام ستة ألواح شمسية مثبتة على الأرض في رياح سرعتها 50 كم/ساعة. وتفوّقت على طرق الحماية التقليدية بعشرات بالمئة.

ويأمل الفريق أنه بمساعدة الذكاء الاصطناعي والتجربة والخطأ، يمكن للنظام إيجاد حلول مبتكرة لإدارة الألواح الشمسية واسعة النطاق في ظروف الرياح العاتية، مع استكمال الخبرة التقنية والعملية بشكل فعال.

لا يتحدى هذا النهج الأساليب التقليدية فحسب، بل يقدم أيضًا حلاً مرنًا وقابلًا للتطبيق على نطاق واسع لزيادة المرونة في الممارسة العملية.

(وفقا لمجلة PV)

مفاجأة الألواح الشمسية في مزارع الكروم الأسترالية أظهرت التجارب أن الألواح الشمسية المثبتة في مزارع الكروم الأسترالية لها العديد من الاستخدامات، وخاصة مساعدة القطاع الزراعي على التكيف مع تغير المناخ.