طوّر علماء في الإمارات تصميمًا مبتكرًا لأعمدة الحماية من الصواعق، يُقال إنه يُزيل تأثير التظليل على الألواح الكهروضوئية. كما يُلبي هذا التصميم متطلبات شبكة التأريض في ظل ظروف رطوبة متفاوتة.
اقترحت مجموعة من العلماء في جامعة ولونغونغ في دبي نهجاً جديداً لنشر تقنية الحماية المباشرة من الصواعق في المواقع التي تستضيف أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ذات التوجه الشرقي الغربي والمسافة المحدودة بين الألواح.

وأوضحوا أن دمج الحماية المباشرة من الصواعق في هذا النوع من المصفوفات الشمسية أمر صعب من حيث الامتثال لمتطلبات نظام المحطة الأرضية (ETS) والحماية من الصواعق المباشرة، لا سيما في التركيبات الموجودة على أسطح المنازل.
أوضحت المجموعة أن "الطريقة المقترحة تُقدّم معادلات تدعم النهج المبتكر لأعمدة الحماية الأفقية من الصواعق، وتُراعي متطلبات شبكة التأريض في ظل ظروف رطوبة متفاوتة". وأضافت: "تُمكّن المعادلات الواردة في هذه الورقة المهندسين من ضبط إعدادات اللوحة الكهربائية للاتجاهين الشرقي والغربي باستخدام ثلاث مجموعات بيانات فقط، مع ضمان الامتثال لمعايير الحماية من الصواعق المباشرة".
في الورقة البحثية بعنوان "تصميم جديد لأعمدة الصواعق للقضاء على تأثير التظليل على الألواح الكهروضوئية"، المنشورة في مجلة أبحاث أنظمة الطاقة الكهربائية، أوضح فريق البحث أن حلول الحماية التقليدية من الصواعق مثل تركيبات الأعمدة الطويلة قد تؤدي إلى تظليل كبير فوق الألواح، وقال إن النهج المقترح يسمح بتصميم فولاذي مناسب للألواح لتلبية معايير الحماية من الصواعق دون أي تظليل.

أوضح الباحثون أنه "في حالة تركيب الألواح الشمسية بشكل متقابل، بحيث يكون أحد جانبيها مواجهًا للشرق والآخر للغرب، فإن تركيب أعمدة الحماية من الصواعق بالطريقة التقليدية غير عملي، إذ قد يتسبب ذلك في تظليل الألواح"، مشيرين إلى أن التظليل قد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة بشكل ملحوظ وانخفاض كفاءة الألواح. وأضافوا: "يعتمد النهج المبتكر على تركيب أعمدة أفقية للحماية من الصواعق على طول اللوح بدلاً من الأعمدة الرأسية".
يستخدم النظام المقترح أيضًا قضبانًا أفقية مصنوعة من شرائط نحاسية مثبتة على الهيكل الفولاذي الداعم للألواح. وأكد الباحثون أن "هذا التصميم يضمن قصر طول القضيب النحاسي الأفقي، والذي يختلف تبعًا لطول اللوح". وأضافوا: "هذه الأطوال مبنية على ألواح تصل قدرتها إلى 600 واط المتوفرة حاليًا في السوق".

كما حذروا من أن الشريط النحاسي أو القضيب أو سلك الحماية المُختار يجب ألا يترهل تحت وزنه أو في ظروف الرياح العاتية، وأشاروا إلى أنه بإمكان مطوري المشاريع النظر في استخدام قضبان فولاذية مغلفة بالنحاس تلبي قدرة تحمل التيار اللازمة وتقاوم أضرار الصواعق. وأوضحوا أن "هذه الأنواع من القضبان أو الأشرطة تتميز بقوة شد عالية". وأضافوا: "يجب أن تلتزم المسافة بين موصلات السقوط بالمعايير والسياسات ذات الصلة كما هو موضح في المرجع". ووفقًا لفريق البحث، فإن الإرشادات المقترحة توفر حماية كافية من الصواعق ضد خطر التلف أثناء العواصف، كما تُسهم في خفض تكاليف شبكة الكهرباء الأرضية.
جزء من المقال مقتطف من الشبكة، وتم حذف معلومات الاتصال المتعلقة بانتهاك حقوق الملكية الفكرية.