مع تزايد استخدام الطاقة الشمسية الكهروضوئية في توليد الطاقة، أصبح نمو النباتات وصيانة الموقع عاملين رئيسيين يؤثران على كفاءة محطات الطاقة وسلامتها وتكاليفها. في المصفوفات الكهروضوئية الشاسعة، تُعتبر الأعشاب الضارة بمثابة "مُهدر محتمل للطاقة": إذ يُمكن لنموها أن يُظلل الألواح الكهروضوئية، مما يُقلل من كفاءة توليد الطاقة بنسبة 10%-15%. وخلال موسم الجفاف، يُمكن أن تُصبح خطرًا على السلامة العامة.
تُقدم جزازات العشب، وخاصةً النماذج الحديثة الآلية والمتخصصة والذكية، مزايا في محطات الطاقة الكهروضوئية يصعب استبدالها بالعمالة البشرية. نُحلل أدناه مزايا وأدوار جزازات العشب، مع التركيز على وظائفها ومزاياها واحتياطات استخدامها في محطات الطاقة الكهروضوئية.
بدون إدارة سليمة للغطاء النباتي، قد تُسبب الأعشاب والحشائش والشجيرات مشاكلَ مثل:
١.١ تأثير التظليل
قد تُظلل النباتات الطويلة جدًا أو سيئة التوزيع أجزاءً من وحدات الطاقة الكهروضوئية، مما يُقلل من طاقة إنتاجها.
١.٢ تراكم الحرارة وإعاقة تبديدها
قد تؤثر كثافة الغطاء النباتي على دوران الهواء أسفل الألواح أو حولها، مما يُؤدي إلى ضعف تبديد الحرارة وانخفاض الكفاءة في درجات الحرارة المرتفعة.
١.٣ خطر الحريق
خلال مواسم الجفاف أو البيئات الحارة والجافة، قد تشتعل الأعشاب الجافة بسهولة، مما يُشكل خطرًا جسيمًا على سلامة المعدات الكهربائية والمحولات ومعدات النقل.
١.٤ السلامة الكهربائية وصعوبة الصيانة
قد تعيق النباتات الكثيفة وصول الفنيين إلى المعدات، بل وتحجب الأسلاك الكهربائية، مما يزيد من خطر التعرض لصدمة كهربائية أو تلف المعدات.
١.٥ الامتثال للوائح التنظيمية والبيئية
تطبق العديد من المناطق لوائح واضحة بشأن ارتفاع النباتات ومنع مخاطر الحرائق داخل محطات الطاقة. وقد يؤدي عدم الامتثال إلى فرض غرامات أو حتى إيقاف التشغيل.
لذلك، يُعدّ جزّ العشب بانتظام وإدارة النباتات أمرًا بالغ الأهمية ليس فقط للحفاظ على كفاءة توليد الطاقة، ولكن أيضًا لضمان سلامة المنشأة، والامتثال للوائح التنظيمية، وتكاليف تشغيل معقولة.
تجاوزت معدات جزّ العشب المستخدمة في محطات الطاقة الكهروضوئية الحديثة قدرات جزازات الدفع التقليدية أو اليدوية. تشمل الميزات الرئيسية:
٢.١ الأتمتة والتحكم الآلي
بفضل قدرتها على التنقل وتخطيط المسارات بشكل مستقل، تتنقل بين صفوف الوحدات أو بين الدعامات الهيكلية دون الحاجة إلى تدخل بشري مستمر. ٢.٢ تصميم هيكلي منخفض الارتفاع أو متخصص
يسمح تصميم ذراع أو شفرة جزازة العشب المنخفض الارتفاع لها بالوصول إلى أسفل الوحدات أو إلى المساحات الضيقة بين الصفوف.
٢.٣ تحكم دقيق في ارتفاع ومدى القص
يمكن تعديل ارتفاع القص واختيار نوع الشفرة والأسلاك المناسبين لتجنب إتلاف أو عرقلة الجزء السفلي من الوحدات.
محرك كهربائي وصديق للبيئة: يقلل من انبعاثات الكربون والضوضاء، ويتوافق بشكل أفضل مع فلسفة التشغيل الخضراء أو المستدامة لمحطات الطاقة الكهروضوئية.
٢.٤ التشغيل المستمر، والشحن الذاتي، وجدولة المهام
يمكن تشغيل بعض الطرازات تلقائيًا، ليلًا أو نهارًا، وفقًا للإعدادات، والعودة إلى محطة الشحن عند الانتهاء من المهمة، مما يقلل من تكرار عمليات التفتيش اليدوية.
٢.٥ تصميم السلامة
يمنع تلف الوحدات بسبب الصخور أو الأجسام المقذوفة؛ ويتضمن ميزات أمان مثل تجنب الاصطدام والتوقف عن بُعد.
٢.٦ عمر بطارية هجين
يدعم النظام الهجين الكهربائي ثنائي الوضع ٨ ساعات من التشغيل المتواصل، مما يسمح لوحدة واحدة بمعالجة ما يصل إلى ٢٠ مو (حوالي ١٦ فدانًا) من الأرض يوميًا، محققًا زيادة في الكفاءة بمقدار ثمانية أضعاف مقارنةً بالعمل اليدوي.
٢.٧ آلية الاستجابة الذكية
باستخدام التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لتحديد المناطق ذات العوائق النباتية الكبيرة، يُعطي النظام الأولوية لتنظيف المناطق التي يزيد معدل العوائق فيها عن ٥٪، مما يزيد بشكل مباشر من توليد الطاقة بنسبة ٣٪ إلى ٥٪.
بالإضافة إلى الميزات المذكورة أعلاه، توفر جزازات العشب المزايا "غير المسبوقة" التالية مقارنةً بالمشغلين اليدويين في محطات الطاقة الكهروضوئية:
٣.١ قدرة تشغيل مستمرة طويلة الأمد
لا تتطلب الروبوتات أو جزازات العشب الآلية فترات راحة متكررة مثل المشغلين اليدويين، وهي أقل عرضة للتعب والحرارة. يُعد التشغيل اليدوي في درجات الحرارة العالية، وأشعة الشمس القوية، أو الطقس الحارق أمرًا صعبًا وخطيرًا، بينما تستطيع المعدات الآلية تحمل هذه التحديات.
3.2 الإدارة المتكررة والمتقنة
يتطلب قص العشب يدويًا عادةً دورة أطول (مثلًا، كل بضعة أسابيع أو مرة واحدة شهريًا)، ولا يُجرى إلا بعد أن يصبح العشب طويلًا جدًا. تستطيع جزازات العشب الأوتوماتيكية أو شبه الأوتوماتيكية قص العشب بشكل أكثر تكرارًا، مع الحفاظ على الارتفاع المثالي وتقليل خطر العوائق والحرائق.
3.3 الوصول إلى المناطق المعقدة أو الخطرة
داخل محطة توليد الطاقة، قد تُقيد المسافات بين صفوف الوحدات، وأرجل الدعم، والأسلاك الكهربائية المتعددة أو الهياكل الداعمة، والتضاريس المتموجة، والمنحدرات، الحركة اليدوية أو حتى تُشكل خطرًا عليها. يسمح الهيكل المنخفض أو المرن لجزازة العشب بالوصول إلى المناطق التي يصعب الوصول إليها، مثل أسفل الوحدات، وبين الصفوف، وعلى طول حواف المنحدرات.
3.4 تقليل تكاليف العمالة ومخاطر حوادث السلامة
تقليل عدد الأشخاص اللازمين لعمليات التفتيش والعمليات اليدوية؛ تقليل خطر الإصابات الناتجة عن الصدمات الكهربائية، والحطام المتطاير، وملامسة الحشرات السامة المختبئة في التربة، أو المعدات البالية. يُحسّن التحكم الآلي أو التشغيل عن بُعد من السلامة.
3.5 تحسين الاتساق والكفاءة
يمكن لتخطيط المسار الآلي والجزازات القابلة للبرمجة اتباع المسار الأمثل، مما يقلل من تكرار أو تفويت مناطق القطع، ويقلل من الخطأ البشري. يؤدي هذا إلى نتائج جز أكثر اتساقًا، ويُبسط الصيانة الداخلية للمعدات (الفحص والتنظيف).
3.6 صديقة للبيئة ومُحسّنة لصورة العلامة التجارية
يُقلل استخدام الجزازات الكهربائية أو الروبوتية من استخدام مبيدات الأعشاب الكيميائية، ويُحسّن من الصورة البيئية لمنشآت الطاقة المتجددة، ويُساعد على تلبية معايير ESG (البيئة والمجتمع والحوكمة).
تُستخدم جزازات Renu Robotics الكهربائية ذاتية التشغيل في محطات الطاقة الكهروضوئية واسعة النطاق للتحكم في نمو العشب والأعشاب الضارة، والحفاظ على نظافة الألواح. وتستخدم تقنيات مثل LiDAR ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التفاضلي في الوقت الفعلي للملاحة الدقيقة. في الولايات المتحدة، تستخدم محطات الطاقة الكهروضوئية التابعة لشركة I&M جزازات روبوتية متينة تعمل بالتحكم عن بُعد، ويمكنها الوصول إلى أسفل الألواح لجزّ العشب، متجنبةً بذلك كشط الألواح السفلية بواسطة الجزازات التقليدية.
نشرت شركة Sol Systems عدة جزازات روبوتية في مشروعها في روك فولز، تعمل لعدة ساعات يوميًا للحفاظ على ارتفاع الغطاء النباتي ضمن الحدود المقبولة، مما يقلل من العمالة ويحسّن كفاءة الإدارة المستمرة.
على الرغم من المزايا الواضحة، إلا أنه عند الاستخدام الفعلي، يجب مراعاة النقاط التالية لضمان تشغيل جزازات العشب ومرافق محطات الطاقة بشكل آمن وفعال وطويل الأمد:
5.1 يجب أن يكون اختيار المعدات مناسبًا لبيئة محطة الطاقة
يجب أن يتناسب ارتفاع وعرض وذراع وموضع رأس القطع في جزازة العشب مع تباعد صفوف الألواح الشمسية وارتفاع الدعامة لتجنب خدش الألواح أو إتلافها.
يجب أن تكون طريقة التشغيل مناسبة للتضاريس، مثل المنحدرات والتضاريس غير المستوية والأسطح الزلقة. يجب مراعاة قوة التماسك، وهيكل الهيكل، ونوع العجلات، وتوزيع الوزن.
اختر طريقة قصّ (باستخدام آلة قصّ جديدة، أو حبل سلكي، أو فرشاة، إلخ) لا تقذف الحجارة أو الحطام لمنع تلف سطح الألواح الشمسية أو أسلاكها.
يُفضّل استخدام تصميمات رؤوس قصّ مرنة (مثل آليات رفع زنبركية هوائية) لتجنب إتلاف طلاء حامل الألواح الشمسية.
ينبغي استخدام نماذج بعزم دوران ≥175 نيوتن متر لضمان الثبات عند التشغيل على المنحدرات.
5.2 سلامة مصدر الطاقة والقيادة
يجب أن تكون المعدات الكهربائية والبطاريات معزولة جيدًا ومقاومة للماء والغبار لتحمل الظروف الجوية الخارجية (أشعة الشمس، المطر، الندى، إلخ) وبيئات الأراضي الرطبة.
في حال استخدام الوقود أو الطاقة الهيدروليكية، يجب التحكم في الانبعاثات لتقليل خطر تسرب الزيت أو الوقود. كما يجب مراعاة التأثير المحتمل للضوضاء والاهتزاز على المكونات.
٥.٣ إجراءات السلامة في التشغيل والصيانة
قبل جزّ العشب، افصل أو حدّد أي مخاطر كهربائية محتملة في محطة الطاقة، مثل الأسلاك المكشوفة ومعدات الجهد العالي.
يجب تركيب أزرار إيقاف الطوارئ عن بُعد أو في الموقع لإيقاف تشغيل المعدات الآلية أو الروبوتية بسرعة في حالة فقدان السيطرة أو مواجهة أي عائق.
يجب على المشغلين ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة، والحذر من الحطام المتطاير، والحشرات، والثعابين، والمنزلقات المائية.
٥.٤ تخطيط التشغيل وتكراره
يجب تحديد دورات جزّ العشب بناءً على معدلات نمو النباتات والتغيرات الموسمية لتجنب النمو المفرط للعشب الذي قد يعيق الرؤية أو يُسبب خطر نشوب حريق.
تجنب الضغط المفرط أو انزلاق العجلات خلال موسم الأمطار أو عندما تكون التربة رطبة.
تجنب أوقات التشغيل خلال الظروف الجوية القاسية (درجات الحرارة المرتفعة، والعواصف الرعدية، والرياح القوية) وفترة شمس الظهيرة (من الساعة 11:00 صباحًا إلى الساعة 2:00 ظهرًا) لمنع ارتفاع درجة حرارة الألواح الكهروضوئية ومعداتها. ركز على إزالة الأعشاب الضارة قبل موسم الأمطار لتجنب الظروف الموحلة التي قد تؤثر على ثبات المسار.
5.5 منع تلف نظام الوحدة
خطط لمسار جزازة العشب ومسار حركتها بعناية لمنع عجلاتها، وأذرع القطع، والشفرات من الاصطدام بالركائز أو أسفل الألواح.
امنع التصاق بقايا وأوساخ القص بسطح الوحدة، مما قد يتسبب في ظهور بقع وبقع ويؤثر على امتصاص الضوء. استخدم إجراءات غسل أو تنظيف الألواح حسب الحاجة.
5.6 تصميم التكرار الآمن
يجب أن يضمن جهاز التحكم عن بُعد بنطاق 433 ميجاهرتز عدم وجود مصادر تداخل للإشارة ضمن نطاق 100 متر.
مُجهزة بنظام إيقاف طوارئ ثنائي الوضع (جهاز تحكم عن بُعد + زر تشغيل) لمعالجة انقطاعات الاتصال غير المتوقعة.
5.7 الامتثال للقوانين والمعايير البيئية
ينبغي مراعاة اللوائح المحلية المتعلقة بارتفاع الغطاء النباتي، وإدارة مخاطر الحرائق، وحماية البيئة المحيطة بمحطات الطاقة (بما في ذلك الحياة البرية، وتآكل التربة، والحفاظ على المياه والتربة).
إذا كانت محطة الطاقة تقع في منطقة ذات قيمة بيئية خاصة، ينبغي مراعاة الحفاظ على التنوع البيولوجي في عمليات جزّ العشب (على سبيل المثال، تجنب الإضرار بموائل النحل والطيور، والنباتات المحلية، وما إلى ذلك).
تُعد جزازات العشب، وخاصةً النماذج الحديثة الآلية والروبوتية والذكية المتخصصة، أكثر من مجرد "أدوات إزالة الأعشاب الضارة" في محطات الطاقة الكهروضوئية. إنها أصول استراتيجية تُحسّن كفاءة توليد الطاقة، وتُقلل من مخاطر السلامة، وتُتحكم في تكاليف التشغيل، وتُفي بالمسؤوليات البيئية. كما تُظهر مزايا ملحوظة في الحالات التي يصعب فيها على البشر العمل لفترات طويلة أو في بيئات عالية المخاطر: الاستمرارية، والتردد العالي، والدقة، والسلامة. مع الالتزام الصارم باختيار المعدات القياسية والتخطيط التشغيلي وإجراءات السلامة، ستصبح جزازات العشب جزءًا لا يتجزأ من صيانة محطات الطاقة الكهروضوئية.
من خلال هذه المقدمة، أعتقد أنكم قد فهمتم تمامًا مزايا جزازات العشب في محطات الطاقة الكهروضوئية. إذا كانت لديكم أي استفسارات حول جزازات العشب أو ترغبون في شرائها، يُرجى التواصل معنا. يمكننا تخصيص جزازات العشب وفقًا لمواصفاتكم.
