تجتذب صناعة الطاقة الشمسية في أفريقيا انتباه العلماء لحل أزمة الكهرباء وتوصيلها إلى ملايين المحرومين في القارة السمراء، وخاصة في المناطق الريفية والنائية التي يتركز فيها أغلب السكان.

في هذا السياق، ابتكر علماء في الكاميرون نظام إضاءة يعتمد على جهاز شمسي طوّرته شركة بلجيكية، ويستطيع توفير إضاءة كاملة لمدة 10 ساعات، وفق بحث جديد طالعته منصة الطاقة المتخصصة (مقرّها واشنطن).

ويحمل هذا الجهاز اسم (AEM10941) وطوّرته شركة إي بيز (E-peas)، ومقرّها بلجيكا، ويمكن استعماله في نشر مشروعات الطاقة الشمسية في أفريقيا بالمناطق الريفية والنائية المحرومة من شبكات الطاقة والكهرباء.

وأجرى التجربة باحثون من جامعة بويا في الكاميرون بالتعاون مع الجمعية العلمية الأفريقية للابتكار وريادة الأعمال (ASAIE)، بحسب تفاصيل رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

ابتكارات الطاقة الشمسية في أفريقيا

يعتمد نظام الإضاءة المبتكر على حلّ الدائرة المتكاملة لجهاز حصاد الطاقة الشمسية البلجيكي المتوافر تجاريًا في الأسواق الأفريقية، بحسب التقرير المنشور بموقع بي في مغازين (PVMagazine).

ويعمل جهاز الحصاد الذي طورته الشركة البلجيكية عبر دائرة متكاملة لإدارة الطاقة تستخرج التيار المستمر من 7 ألواح شمسية أو أكثر، ثم تخزّنه في بطارية مزودة بمنظمين مستقلّين للجهد.

وأضاف العلماء وحدة تحكّم دقيقة إلى هذا الجهاز، تسمح لنظام الإضافة بالتبديل بين حالات الإضاءة الداخلية والخارجية، مع مستشعر للأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR)، ومقياس للجهد، ووحدة إضاءة LED، بحسب تفاصيل التجربة التي رصدتها منصة الطاقة المتخصصة.

وتبلغ قدرة اللوحة الشمسية التي تغذّي كل نظام قرابة 2 واط؛ ما يجعلها قادرة على شحن بطارية ليثيوم أيون بقدرة 3.7 فولت خلال النهار، بينما تنظّم اللوحة الصغيرة عملية الشحن بالحدّ الأقصى عند 85%.

وركّب العلماء 20 مصباحًا بهذا النظام بقدرة 0.2 واط للواحد، بإجمالي 4 واط، مع تركيب اللوحة الشمسية بزاوية ميل 10 درجات، ووضع مستشعر الأشعة بزاوية 36 درجة.

معدلات شحن مصباح الطاقة الشمسية

أجرت مجموعة العلماء سلسلة من المعايرات لقياس معدلات الشحن والتفريغ ومستويات الإضاءة، وطبّقوا مقياسًا متعددًا متصلًا بالبطارية لمراقبة عملية الشحن، مع تسجيل القراءات على أوقات منتظمة باستعمال جهاز توقيت.

وأظهرت القياسات أن النظام يتمتع بشدة إضاءة قدرها 50 lx عند أقل سطوع، و700 lx عند السطوع المتوسط، و1436 lx عند أقصى سطوع، والتي أثبتت أنها أفضل أو مشابهة لشدة إضاءة مصابيح الكيروسين.

*(lx = كمية الإضاءة الساطعة في وحدة مساحة معينة).

وبناءً على استجابة أحد مستعملي مصابيح الكيروسين في الكاميرون، تبلغ الحاجة إلى الضوء كل ليلة في المجتمعات النائية قرابة 4 ساعات تقريبًا .

ووجد العلماء من خلال اختبارات تقييم الأداء أن جهاز حصاد الطاقة الشمسية إيه إي إم 10941 يشحن البطارية إلى طاقتها الكاملة في غضون 3 ساعات بالطاقة الشمسية.

ويمكن لشحنة واحدة المحافظة على نحو 10 ساعات من الإضاءة داخل المنازل؛ ما يدل على كفاءة المصباح وموثوقيته في توفير إضاءة لمدة طويلة، ويساعد على تعزيز السلامة بإضاءة الممرات والحارات، وردع التهديدات المحتملة، والشعور بالأمن في المجتمعات النائية.

كما تدعم المصابيح الشمسية النظيفة صحة الإنسان عبر تقليل التعرض للأبخرة والأدخنة الضارة وتقليل مخاطر الحوادث التي يتعرض لها المعتمدون على مصابيح الكيروسين الخطرة، ما يشير إلى أهمية نشر مشروعات الطاقة الشمسية في أفريقيا.

ونشرت مجلة ساينتيفك ريبورتس (Scientific Reports) نتائج هذا الابتكار، مع تصنيفه ضمن حلول أنظمة الإضاءة المنزلية المستدامة للمناطق الريفية والنائية.

موضوعات متعلقة ..

اقرأ أيضًا ..