حقق مركز المواد المتقدمة بجامعة قطر إنجازا جديدا عبر تطوير مشروع محطة الألواح الشمسية المزودة بتقنية التنظيف الذاتي الجاف. يهدف المشروع إلى ضمان كفاءة إنتاجية الطاقة في ظل الظروف المناخية الصحراوية، ويعد خطوة بارزة نحو استخدام الطاقة المتجددة في الحرم الجامعي، كما يعكس التزام الجامعة بالبحث العلمي والابتكار في مجالات تخدم الأولويات الوطنية لدولة قطر، ويؤمل أن يصبح ركيزة أساسية في مجال إنتاج الطاقة المتجددة داخل الحرم الجامعي.
وتتركز فكرة المشروع على تطوير تقنية تنظيف ذاتي للألواح الشمسية، حيث يعالج مشكلة تراكم الأتربة التي تعيق أداء الألواح في المناخ القطري.
قاد المشروع الأستاذ الدكتور محمد أرشيدات، مدير مركز المواد المتقدمة، وضم الفريق البحثي الدكتور زبير أحمد، والدكتور كيشور كومار.
ويعتمد المشروع على تقنيتين متميزتين أولاهما هي توربينات الرياح المصغرة التي تقوم بتشغيل النظام الذاتي المستدام للتنظيف الجاف، والثانية هي تقنية الفرشاة الآلية التي ترصد الأتربة وتزيلها آليا، بما يضمن الأداء الأمثل للألواح.
وبدأ هذا الابتكار بدراسة شاملة لإمكانية استخدام أنظمة تنظيف الألواح الشمسية المتحركة القائمة على توربينات، وقد أجرى الفريق تجارب مكثفة أثبتت أن نظام التنظيف الجاف يرفع كفاءة الألواح الشمسية بنسبة تتراوح بين 5% إلى 8%، باستخدام توربينات رياح مصغرة لتشغيل النظام وتنشيط فرشاة آلية تزيل الأتربة أوتوماتيكياً.
ويعتمد النظام المبتكر على توربين رياح، وعلبة تروس، وفرشاة جافة تم تصميمها باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد لتقليل الوزن وتوفير طاقة تشغيل منخفضة. ويمتاز هذا النظام بخاصية استشعار الأتربة، حيث تبدأ عملية التنظيف تلقائياً بمجرد رصد التراكمات، مما يسهم في تحسين الأداء ويقلل من الحاجة إلى الصيانة الدورية.
وتتميز النماذج الأولية المطورة بسهولة تركيبها سواء على الألواح الشمسية الجديدة أو إدماجها بالألواح الشمسية القديمة، وذلك بفضل تصميمها الذي يعمل بفعالية مع الألواح الشمسية المسطحة والمائلة على حد سواء، بما يضمن تنظيف جميع الزوايا تقريبا، بل ويتميز نظام التنظيف الجاف الذاتي للألواح الشمسية فضلاً عن كونه نظامًا فعالاً بأنه قابل للتطبيق في المنشآت سواء أكانت صغيرة أو كبيرة أو حتى ذاتية التشغيل خاصة في المناطق النائية والجافة حيث تندر المياه؛ لأن هذه النماذج الأولية المطورة مكتفية ذاتيا وتعمل تلقائيا، وذلك فضلاً عن تميز تقنية التنظيف الجاف بأنها غير كاشطة مما يضمن كفاءة التنظيف دون التأثير على سطح الألواح الشمسية.
وقد صمم النظام في المقام الأول ليكون بسيطا ومتينا، وخفيف الوزن، ودقيقا وموثوقا، وتظهر هذه الميزات الرائعة إمكانات التكنولوجيا المطورة في تحسين أداء الألواح الشمسية.
ويعكس الهدف من هذا المشروع الهدف الاستراتيجي لجامعة قطر المتمثل في تعزيز أثر البحث والتطوير ودعم البحث والابتكار في المجالات التي تتوافق مع الأولويات البحثية الوطنية، ويستجيب للاحتياجات الاجتماعية والاقتصادية الحالية والمستقبلية لدولة قطر.
كما يُعزز المشروع الأنشطة البحثية في الجامعة ويطور القدرات في المجالات البحثية المتطورة المتعلقة بالتكنولوجيا الكهروضوئية للاستفادة من مصادر الطاقة المتجددة في كافة الحرم الجامعي.