砂漠にある何百万ものソーラーパネルから砂を取り除く必要があります。これはどのようにして行われるのでしょうか?

大規模な太陽光発電所は通常、エネルギーを生成するために数千枚のパネルを設置するスペースが十分にある砂漠に建設されます。 また、曇りの日がほとんどなく、ほぼ常に太陽が輝いています。 しかし、大きな問題が 1 つあります。毎日、太陽電池パネルの表面に大量の砂や土が堆積し、そのせいで発電量が減少します。 家庭用ソーラーパネルはホースで洗い流すかブラシで落とすだけです。 しかし、何千、あるいは何百万ものパネルがある場合はどうなるでしょうか? 炎天下を毎日歩き回り、すべて手作業で洗う作業員のチームが本当にいるのでしょうか？

ソーラーパネルを水で洗浄する

言うまでもなく、大規模な太陽光発電所では何千人もの作業員が手作業で清掃を行っているわけではありません。 ソーラーパネルは数十平方キロメートル、さらには数百平方キロメートルの面積の土地に設置されるため、これはまったく不可能です。 例えば、 世界最大の太陽光発電所、美東 面積は 133.5 平方キロメートルに及び、500 万枚を超えるソーラー パネルで構成されています。

小規模なステーションでは、手動でパネルを注入できます。 出典：energy.media

ほとんどの場合、ソーラーパネルは重機や航空機を使用して水をかけられます。 水はすべての汚れをすぐに洗い流しますが、砂漠ではトラックで配送する必要があり、非常に高価です。 さらに、パネルの表面に堆積物（それ自体が汚れ）を残さないように、清潔でなければなりません。

ドローンを使って太陽光パネルを掃除する様子。 出典:sciencetoday.ru

によると MITテクノロジーレビュー, ソーラーパネルの洗浄には毎年100億ガロンの水が必要です。 この量は約200万人に飲料水を供給するのに十分な量です。 したがって、ソーラーパネルを水で洗浄することは効果的であると考えられていますが、非常に高価です。

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太陽光パネル清掃ロボット

ソーラーパネルから埃を取り除く効果的で安価なもう 1 つの方法は、特別な装置を使用することです。 雑誌によると IEEE スペクトラム、アブダビ（UAE）近郊のシャムス1発電所では、機械のロボットアームに付いた巨大なブラシを使ってパネルを清掃している。 このツールを使用すると、2.5 平方キロメートルの面積をカバーする 258,048 枚の鏡が洗浄されます。 ステーション管理者は、パネルを完全に洗浄する必要はないと考えています。重要なのは、パネルの反射率が 85% を下回らないことです。

ソーラーパネルを掃除するためのブラシが付いた機械。 出典: spectrum.ieee.org

太陽光発電所でもロボット掃除機が使われています。 2023年、令和エンジンとエネルグリーンパワー 発展した パネルのドライクリーニング用砂嵐ロボット。 ブラシを使ってほこりを取り除き、グリップの良い車輪を使って運転します。 デバイスは、パネルが水平に設置されていない場合でも、パネル上を移動できます。 また、パネル間に最大 50 センチメートルの隙間がある場合でも、パネルからパネルへと移動することもできます。

ソーラーパネルの埃を掃除する SandStorm ロボット。 出典: newatlas.com

アラブ首長国連邦（UAE）のアブダビ首長国北東部の砂漠に位置する最大規模の太陽光発電所の一つ、ヌール・アブダビでもロボットが導入されている。 彼らの数 パスする 1,400 枚のマークの場合、これは 1 日あたり 330 万枚のパネルを 1 日 2 回掃除するのに十分な量です。

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ホコリや湿気から守る

もちろん水とブラシでの掃除も良いです。 しかし、水は資源として高価すぎる上、ブラシでパネルの表面を傷つけて効果が低下します。 埃がパネルの表面に留まらなければ、はるかに良いでしょう。 科学者たちはそのような技術を開発しました。

2022 年、マサチューセッツ工科大学のエンジニアのグループ 発展した 電気を使ってソーラーパネルを洗浄する技術。

おそらく将来的には、ソーラーパネルはまったく汚れなくなるでしょう。 出典: inbusiness.kz

アイデアは単純であることがわかりました。 科学者らは、パネルの下に導電体を引き延ばし、パネルの上に電場を作り出すことを提案している。 粉塵粒子に電荷を与え、バッテリー自体からの逆電荷が粉塵粒子を反発します。 実験室でのテストでは、システムが動作し、最大 95% の空気湿度でも洗浄できることが示されました。

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さらに、長年にわたり、ソーラーパネルは疎水性溶液と帯電防止剤でコーティングされてきました。 1 つ目は雨滴やその他の液体をはじき、2 つ目は静電気を除去して埃がパネルに付着しないようにします。 これはソーラーパネルの寿命を延ばす良い方法ですが、上記の方法のいずれかを使用して洗浄するだけでは十分ではありません。