Utumiaji na Utendaji Ubunifu wa Mashine za Kusafisha Paneli za Photovoltaic nchini Saudi Arabia

Kama moja ya nchi zilizo na rasilimali nyingi zaidi za nishati ya jua ulimwenguni, Saudi Arabia inaendeleza kwa nguvu tasnia yake ya uzalishaji wa nishati ya photovoltaic ili kuendesha mabadiliko ya muundo wa nishati. Hata hivyo, dhoruba za mchanga za mara kwa mara katika maeneo ya jangwa husababisha mkusanyiko mkubwa wa vumbi kwenye nyuso za paneli za PV, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa ufanisi wa uzalishaji wa nishati—jambo kuu linalozuia faida za kiuchumi za mitambo ya nishati ya jua. Makala haya yanachanganua kwa utaratibu hali ya sasa ya utumizi wa mashine za kusafisha paneli za PV nchini Saudi Arabia, yakiangazia jinsi masuluhisho ya akili ya kusafisha yaliyotengenezwa na makampuni ya teknolojia ya China yanavyoshughulikia changamoto za mazingira ya jangwani. Kupitia tafiti nyingi, inaonyesha faida zao za kiufundi na faida za kiuchumi. Kuanzia pwani ya Bahari Nyekundu hadi jiji la NEOM, na kutoka kwa safu za kawaida za PV zisizohamishika hadi mifumo ya ufuatiliaji, vifaa hivi mahiri vya kusafisha vinaunda upya miundo ya urekebishaji ya Saudia ya PV kwa ufanisi wao wa hali ya juu, vipengele vya kuokoa maji na uwezo wa kiotomatiki, huku ikitoa dhana za kiteknolojia zinazoweza kuigwa kwa ajili ya maendeleo ya nishati mbadala kote Mashariki ya Kati.

Changamoto za Vumbi na Mahitaji ya Kusafisha katika Sekta ya PV ya Saudi Arabia

Saudi Arabia ina rasilimali za kipekee za nishati ya jua, na saa za jua za kila mwaka zinazozidi 3,000 na uwezo wa kinadharia wa uzalishaji wa PV kufikia 2,200 TWh/mwaka, na kuifanya kuwa mojawapo ya maeneo yenye matumaini zaidi duniani kwa maendeleo ya PV. Ikiendeshwa na mkakati wa kitaifa wa “Vision 2030″, Saudi Arabia inaharakisha upelekaji wake wa nishati mbadala, ikilenga GW 58.7 za uwezo mbadala ifikapo 2030, huku PV ya jua ikichangia sehemu kubwa ya hisa.

Utafiti unaonyesha kuwa katika baadhi ya maeneo ya Rasi ya Arabia, paneli za PV zinaweza kupoteza 0.4-0.8% ya uzalishaji wa umeme kila siku kutokana na uchafuzi wa vumbi, na hasara inaweza kuzidi 60% wakati wa dhoruba kali ya mchanga. Kupungua huku kwa ufanisi huathiri moja kwa moja mapato ya kiuchumi ya mitambo ya PV, na kufanya kusafisha moduli kuwa sehemu kuu ya matengenezo ya jangwa la PV. Vumbi huathiri paneli za PV kupitia taratibu tatu za msingi: kwanza, chembe za vumbi huzuia mwanga wa jua, kupunguza ufyonzwaji wa fotoni na seli za jua; pili, tabaka za vumbi huunda vikwazo vya joto, kuongeza joto la moduli na kupunguza zaidi ufanisi wa uongofu; na tatu, vipengele vya babuzi katika vumbi fulani vinaweza kusababisha uharibifu wa muda mrefu kwa nyuso za kioo na muafaka wa chuma.

Hali ya kipekee ya hali ya hewa ya Saudi Arabia huongeza tatizo hili. Eneo la pwani la Bahari Nyekundu magharibi mwa Saudi Arabia sio tu kwamba hukumbwa na vumbi zito bali pia hewa yenye chumvi nyingi, hivyo kusababisha mchanganyiko wa vumbi la chumvi kwenye sehemu za moduli. Kanda ya mashariki inakabiliwa na dhoruba za mchanga za mara kwa mara ambazo zinaweza kuweka tabaka nene za vumbi kwenye paneli za PV ndani ya muda mfupi. Zaidi ya hayo, Saudi Arabia inakabiliwa na uhaba mkubwa wa maji, na 70% ya maji ya kunywa yanategemea kuondoa chumvi, na kufanya njia za jadi za kuosha kwa mikono kuwa ghali na zisizo endelevu. Sababu hizi kwa pamoja huunda mahitaji ya haraka ya suluhisho za kusafisha PV za kiotomatiki, zisizo na maji.

Jedwali: Ulinganisho wa Sifa za Uchafuzi wa Paneli ya PV katika Mikoa Tofauti ya Saudi

Ikishughulikia eneo hili la maumivu la tasnia, soko la PV la Saudi Arabia linabadilika kutoka kwa kusafisha mwenyewe hadi kusafisha kiotomatiki kwa akili. Mbinu za kitamaduni za mwongozo zinaonyesha vikwazo vya wazi nchini Saudi Arabia: kwa upande mmoja, maeneo ya jangwa ya mbali hufanya gharama za kazi kuwa kubwa sana; kwa upande mwingine, uhaba wa maji huzuia matumizi makubwa ya kuosha kwa shinikizo la juu. Makadirio yanaonyesha kuwa katika mitambo ya mbali, gharama za kusafisha kwa mikono zinaweza kufikia $12,000 kwa MW kila mwaka, huku matumizi makubwa ya maji yakikinzana na mikakati ya kuhifadhi maji ya Saudia. Kinyume chake, roboti za kusafisha kiotomatiki zinaonyesha faida kubwa, huokoa zaidi ya 90% ya gharama za wafanyikazi huku zikiboresha matumizi ya maji kupitia udhibiti kamili wa frequency na nguvu ya kusafisha.

Serikali ya Saudia na sekta ya kibinafsi zinatambua umuhimu wa teknolojia mahiri za kusafisha, ikihimiza kwa uwazi masuluhisho ya kiotomatiki katika Mpango wa Kitaifa wa Nishati Mbadala (NREP). Mwelekeo huu wa sera umeongeza kasi ya kupitishwa kwa roboti za kusafisha katika masoko ya Saudi PV. Makampuni ya teknolojia ya China, yenye bidhaa zao zilizoiva na uzoefu mkubwa wa matumizi ya jangwa, yamekuwa wasambazaji wakuu katika soko la kusafisha PV la Saudi Arabia. Kwa mfano, Teknolojia ya Renoglean, mshirika wa mfumo wa ikolojia wa Sungrow, imepata zaidi ya GW 13 za oda za roboti za kusafisha katika Mashariki ya Kati, ikiibuka kama kiongozi wa soko nchini Saudi Arabia kwa suluhisho za akili za kusafisha.

Kwa mtazamo wa maendeleo ya teknolojia, soko la kusafisha PV la Saudi Arabia linaonyesha mienendo mitatu iliyo wazi: kwanza, mageuzi kutoka kwa usafishaji wa kazi moja kuelekea utendakazi jumuishi, huku roboti zikizidi kujumuisha uwezo wa ukaguzi na ugunduzi wa mahali pa moto; pili, kuhama kutoka kwa suluhu zilizoagizwa kutoka nje kwenda kwa urekebishaji wa ndani, na bidhaa zilizobinafsishwa kwa hali ya hewa ya Saudi; na tatu, maendeleo kutoka kwa uendeshaji wa pekee hadi ushirikiano wa mfumo, kuunganisha kwa kina na mifumo ya ufuatiliaji na majukwaa mahiri ya O&M. Mitindo hii kwa pamoja inasukuma udumishaji wa PV ya Saudi kuelekea maendeleo ya akili na ufanisi, ikitoa uhakikisho wa kiufundi wa kufikia malengo ya nishati mbadala chini ya "Maono ya 2030."

Vipengele vya Kiufundi na Muundo wa Mfumo wa Roboti za Kusafisha za PV

Roboti za kusafisha akili za PV, kama suluhu za kiteknolojia kwa mazingira ya jangwa la Saudia, huunganisha ubunifu katika uhandisi wa mitambo, sayansi ya vifaa, na teknolojia za IoT. Ikilinganishwa na mbinu za kitamaduni za kusafisha, mifumo ya kisasa ya roboti huonyesha faida kubwa za kiufundi, ikiwa na miundo ya kimsingi inayozunguka malengo manne: uondoaji bora wa vumbi, uhifadhi wa maji, udhibiti wa akili na kutegemewa. Chini ya hali ya hewa kali ya jangwa la Saudi Arabia, vipengele hivi ni muhimu sana, vinavyoathiri moja kwa moja gharama za matengenezo ya muda mrefu na mapato ya uzalishaji wa nishati.

Kwa mtazamo wa kimitambo, roboti za kusafisha kwa ajili ya soko la Saudi kimsingi ziko katika makundi mawili: zilizowekwa kwenye reli na zinazojiendesha zenyewe. Roboti zilizowekwa kwenye reli kwa kawaida huwekwa kwenye vihimili vya safu ya PV, na hivyo kufikia ufunikaji kamili wa uso kupitia reli au mifumo ya kebo—zinazofaa kwa mimea mikubwa inayopachikwa ardhini. Roboti zinazojiendesha hutoa uhamaji mkubwa zaidi, zinazofaa kwa PV iliyosambazwa ya paa au ardhi ya eneo changamano. Kwa moduli zenye sura mbili na mifumo ya kufuatilia inayotumika sana nchini Saudi Arabia, watengenezaji wakuu kama vile Renoglean wameunda roboti maalum zilizo na "teknolojia ya daraja" ya kipekee ambayo huwezesha uratibu thabiti kati ya mifumo ya kusafisha na mifumo ya kufuatilia, kuhakikisha usafishaji mzuri hata wakati safu zinarekebisha pembe.

Vipengee vya msingi vya njia za kusafisha ni pamoja na brashi zinazozunguka, vifaa vya kuondoa vumbi, mifumo ya kiendeshi na vitengo vya kudhibiti. Mahitaji ya soko la Saudi yamesababisha uvumbuzi unaoendelea katika sehemu hizi: bristles ya brashi ya faini ya hali ya juu na kaboni-fiber huondoa vumbi-vumbi la chumvi bila kukwangua nyuso; fani za kujitegemea na motors zilizofungwa huhakikisha kuegemea kwa muda mrefu katika mazingira ya mchanga; vipulizia hewa vyenye shinikizo la juu hukabiliana na uchafu mkaidi huku vikipunguza matumizi ya maji. Muundo wa PR200 wa Renoglean hata unaangazia mfumo wa brashi wa "kujisafisha" ambao huondoa kiotomatiki vumbi lililokusanyika wakati wa operesheni, kudumisha utendaji thabiti wa kusafisha.

• Uondoaji Bora wa Vumbi: Ufanisi wa kusafisha > 99.5%, kasi ya kufanya kazi mita 15-20 kwa dakika.
• Udhibiti wa Akili: Inasaidia ufuatiliaji wa mbali wa IoT, masafa ya kusafisha yanayoweza kupangwa na njia
• Marekebisho ya Mazingira: Kiwango cha joto cha kufanya kazi -30°C hadi 70°C, ukadiriaji wa ulinzi wa IP68
• Ubunifu wa Kuokoa Maji: Kimsingi kusafisha kavu, ukungu mdogo wa hiari wa maji, kwa kutumia <10% ya maji ya kusafisha mwenyewe.
• Utangamano wa Juu: Hujirekebisha kwa moduli za mono/bifacial, vifuatiliaji vya mhimili mmoja na mifumo mbalimbali ya kupachika

Mifumo ya kuendesha gari na nguvu hutoa uendeshaji wa kuaminika. Mwangaza mwingi wa jua wa Saudi Arabia hutoa hali bora kwa roboti za kusafisha zinazotumia nishati ya jua. Aina nyingi hutumia mifumo ya nguvu mbili inayochanganya paneli za PV za utendakazi wa juu na betri za lithiamu, kuhakikisha utendakazi siku za mawingu. Hasa, ili kukabiliana na joto kali la kiangazi, watengenezaji wakuu wameunda mifumo ya kipekee ya udhibiti wa halijoto ya betri kwa kutumia nyenzo za kubadilisha awamu na upoeshaji amilifu ili kudumisha halijoto salama ya uendeshaji, na kuongeza muda wa matumizi ya betri kwa kiasi kikubwa. Kwa motors za kuendesha gari, motors za DC zisizo na brashi (BLDC) zinapendekezwa kwa ufanisi wao wa juu na matengenezo ya chini, zikifanya kazi na vipunguza usahihi ili kutoa mvuto wa kutosha kwenye ardhi ya mchanga.

Mifumo ya udhibiti wa akili hutumika kama "ubongo" wa roboti na inawakilisha upambanuzi tofauti zaidi wa kiteknolojia. Roboti za kisasa za kusafisha kwa kawaida huwa na vitambuzi vingi vya mazingira vinavyofuatilia mkusanyiko wa vumbi, hali ya hewa na halijoto ya moduli kwa wakati halisi. Algoriti za AI hurekebisha mikakati ya kusafisha kulingana na data hii, ikihama kutoka kwa utakaso ulioratibiwa hadi unapohitajika. Kwa mfano, kuimarisha kusafisha kabla ya dhoruba za mchanga huku ukipanua vipindi baada ya mvua. "Mfumo wa Udhibiti wa Mawasiliano wa Wingu" wa Renoglean pia unaauni uratibu wa roboti nyingi katika ngazi ya mimea, kuepuka kukatizwa kwa uzalishaji wa umeme kutokana na shughuli za kusafisha. Vipengele hivi mahiri huwezesha roboti za kusafisha kudumisha utendaji bora licha ya mabadiliko ya hali ya hewa ya Saudi Arabia.

Usanifu wa mtandao wa mawasiliano na usimamizi wa data pia umeboreshwa kwa hali ya Saudia. Kwa kuzingatia maeneo mengi ya jangwa ya mimea ya PV yenye miundombinu duni, mifumo ya roboti ya kusafisha hutumia mtandao mseto: masafa mafupi kupitia LoRa au matundu ya Zigbee, masafa marefu kupitia 4G/satellite. Kwa usalama wa data, mifumo inasaidia uhifadhi wa ndani uliosimbwa kwa njia fiche na kuhifadhi kwenye wingu, kwa kutii kanuni za data zinazozidi kuwa ngumu za Saudi Arabia. Waendeshaji wanaweza kufuatilia roboti zote kwa wakati halisi kupitia programu za simu au majukwaa ya wavuti, kupokea arifa za hitilafu, na kurekebisha vigezo wakiwa mbali—na kuboresha ufanisi wa usimamizi.

Kwa muundo wa kudumu, roboti za kusafisha zimeboreshwa haswa kutoka kwa uteuzi wa nyenzo hadi matibabu ya uso wa Saudi Arabia ya halijoto ya juu, unyevu mwingi na mazingira yenye chumvi nyingi. Fremu za aloi za alumini hupitia anodization, viunganishi muhimu hutumia chuma cha pua kupinga kutu ya chumvi ya pwani ya Bahari Nyekundu; vipengele vyote vya elektroniki vinakidhi viwango vya ulinzi wa viwanda na kuziba bora dhidi ya kuingilia kwa mchanga; nyimbo au matairi ya mpira yaliyoundwa mahususi hudumisha unyumbufu katika joto kali, kuzuia kuzeeka kwa nyenzo kutokana na mabadiliko ya joto ya jangwani. Miundo hii huwezesha roboti za kusafisha kufikia muda wa wastani kati ya kushindwa (MTBF) unaozidi saa 10,000 katika hali mbaya ya Saudia, na hivyo kupunguza kwa kiasi kikubwa gharama za matengenezo ya mzunguko wa maisha.

Utumiaji mzuri wa roboti za kusafisha za PV nchini Saudi Arabia pia hutegemea mifumo ya huduma iliyojanibishwa. Watengenezaji wakuu kama Renoglean wameanzisha maghala ya vipuri na vituo vya mafunzo ya kiufundi nchini Saudi Arabia, wakikuza timu za matengenezo za ndani kwa majibu ya haraka. Ili kushughulikia desturi za kitamaduni za Saudia, miingiliano na hati zinapatikana kwa Kiarabu, na ratiba za matengenezo zimeboreshwa kwa likizo za Kiislamu. Mkakati huu wa kina wa ujanibishaji sio tu kwamba huongeza kuridhika kwa wateja lakini pia huweka msingi thabiti wa upanuzi unaoendelea wa teknolojia za Kichina za kusafisha mahiri katika masoko ya Mashariki ya Kati.

Pamoja na maendeleo katika AI na IoT, roboti za kusafisha PV zinabadilika kutoka kwa zana rahisi za kusafisha hadi nodi mahiri za O&M. Bidhaa za kizazi kipya sasa zinaunganisha vifaa vya uchunguzi kama vile kamera za picha za joto na vichanganuzi vya curve vya IV, kufanya ukaguzi wa afya wakati wa kusafisha; kanuni za kujifunza kwa mashine huchanganua data ya kusafisha ya muda mrefu ili kutabiri mifumo ya mkusanyiko wa vumbi na uharibifu wa utendaji wa moduli. Utendaji huu uliopanuliwa huinua jukumu la roboti za kusafisha katika mitambo ya Saudi ya PV, hatua kwa hatua kuzibadilisha kutoka vituo vya gharama hadi waundaji wa thamani ambao hutoa mapato ya ziada kwa wawekezaji wa mimea.

Kesi ya Maombi ya Kusafisha kwa Akili kwenye Kiwanda cha PV cha Pwani ya Bahari Nyekundu

Mradi wa PV wa Bahari Nyekundu wa MW 400, kama kiwanda kikubwa cha nishati ya jua nchini Saudi Arabia, ulikabiliwa na changamoto za kawaida za chumvi nyingi na unyevu wa juu wa eneo hilo, na kuwa kesi muhimu kwa teknolojia ya Kichina ya kusafisha Saudi Arabia. Iliyoundwa na ACWA Power, mradi huu ni sehemu muhimu ya mipango ya nishati mbadala ya Saudia "Vision 2030". Eneo lake lina hali ya kipekee ya hali ya hewa: wastani wa halijoto ya kila mwaka huzidi 30°C, unyevunyevu mara kwa mara unazidi 60%, na hewa yenye chumvi nyingi hutengeneza ganda la vumbi la chumvi kwa urahisi kwenye paneli za kawaida za kusafisha na kusafisha kwa gharama ya PV.

Kukabiliana na changamoto hizi, mradi hatimaye ulipitisha ufumbuzi wa kusafisha ulioboreshwa wa Renoglean kulingana na roboti za kusafisha PV za PR-mfululizo, ikijumuisha uvumbuzi mwingi wa kiteknolojia mahsusi kwa mazingira yenye chumvi nyingi: muafaka wa aloi ya titanium sugu na fani zilizofungwa huzuia uharibifu wa chumvi kwa vipengele muhimu; nyuzi za brashi zilizotibiwa maalum huepuka adsorption ya chembe ya chumvi na uchafuzi wa pili wakati wa kusafisha; mifumo ya udhibiti iliongeza vitambuzi vya unyevu ili kurekebisha kiotomatiki kiwango cha kusafisha chini ya unyevu wa juu kwa matokeo bora. Hasa, roboti za kusafisha za mradi zilipokea uthibitisho wa juu zaidi wa tasnia ya PV ya kuzuia kutu, ikiwakilisha suluhisho la kitaalam la juu zaidi la usafishaji la Mashariki ya Kati wakati huo.

Usambazaji wa mfumo wa kusafisha wa mradi wa Bahari Nyekundu ulionyesha uwezo wa kipekee wa kubadilika wa kihandisi. Misingi laini ya ufuo ilisababisha utatuzi usio sawa katika baadhi ya vilima vya safu, na kusababisha kupotoka kwa reli hadi ± 15 cm. Timu ya ufundi ya Renoglean ilitengeneza mifumo ya kusimamisha inayobadilika inayowezesha roboti za kusafisha kufanya kazi vizuri katika tofauti hizi za urefu, na kuhakikisha kwamba eneo la kusafisha haliathiriwi na ardhi. Mfumo pia ulipitisha miundo ya kawaida, yenye vitengo vya roboti moja vinavyofunika takriban sehemu za safu ya mita 100—vitengo vinaweza kufanya kazi kwa kujitegemea au kuratibu kupitia udhibiti mkuu kwa usimamizi bora wa mmea mzima. Usanifu huu unaonyumbulika uliwezesha sana upanuzi wa siku zijazo, kuruhusu uwezo wa mfumo wa kusafisha kukua pamoja na uwezo wa mimea.

Tafadhali wasiliana na Honde Technology Co., LTD.

Email: info@hondetech.com

Tovuti ya kampuni:www.hondetechco.com

Simu: +86-15210548582