طالب ببيزيت يبتكر "روبوتًا" لتنظيف الخلايا الشمسية

12 فبراير 2017 . الساعة 10:02 بتوقيت القــدس

رابط مختصر

تم نسخ الرابط بنجاح.

رام الله– عبد الرحمن عوض - صفا

ابتكر الطالب في جامعة بيرزيت مسلم عبد اللطيف البرغوثي روبوتًا آليًا لتنظيف الخلايا الشمسية من الغبار، رغم اعتقاله ثلاث مرات من الاحتلال الإسرائيلي خلال دراسته الجامعية، إحداها كانت فترة إنجاز المشروع.

وعلى الرغم من محدودية امتلاك المواطنين في الضفة الغربية المحتلة لتلك الخلايا المولدة للكهرباء بواسطة أشعة الشمس، إلا أن تراكم الغبار على الألواح الشمسية يعد العائق الأكبر أمام عمل اللوحات المستخدمة، وقد يؤدي إلى تعطلها.

وبحسب الدراسات التي تتبعها البرغوثي (24 عامًا)، فإن تراكم الغبار على أسطح الخلايا يمنع دخول الضوء ويقلل من إنتاج الطاقة، حتى أن بعض الدراسات أثبتت أن الغبار يتسبب بمشكلة قد تفضي إلى كثير من الخسائر بسبب ارتفاع تكلفة الخلايا، الأمر الذي قد يؤدي لقتل الخلية الشمسية وإيصال كفاءتها إلى الصفر.

ونجح البرغوثي من خلال تصميمه روبوتًا آليًا بالتحكم عن بعد ودون تدخل من الإنسان، بالتغلب على مشكلة الغبار وإبقاء الخلايا الشمسية نظيفة لتعمل بكامل طاقتها.

ويستعرض البرغوثي، وهو من قرية دير غسانة شمال غرب رام الله في حديث لوكالة "صفا" مشروعه الذي استغرق ثمانية أشهر، مناصفة بين الدراسة النظرية والتطبيق العملي، والتي أفضت إلى ابتكار روبوت لمسح الغبار الذي يكسو ألواح الخلايا الشمسية.

فكرة وتصميم

برزت فكرة مشروع الروبوت لدى البرغوثي خلال بحثه عن مشكلة تحتاج إلى حل، وذلك في سياق تخصصه "ميكاترونكس"، وهو التخصص الذي يجمع بين الميكانيك والالكترونيات.

ووفق البرغوثي فإن تصميم الروبوت بهذه الصورة، جاء بعد عدة تصاميم لنماذج من الروبوتات التي كانت تعاني من بعض المشاكل في كل تصميم، ولاسيما أن الروبوت أصبح حاجة ملحة لتفادي تلف الخلايا، بعد دراسة أثبتت أن تراكم (4 غرامات) من الغبار على سطح الخلية كاف لقتلها.

وبعد سلسلة تجارب أجراها البرغوثي، تمخض مشروع العمل عن ابتكار روبوت يعمل بمهمة مزدوجة، تقوم الأولى على تنظيف سطح الخلية من خلال فرشاة دائرية، فيما يركب على هيكل الروبوت (مكنسة كهربائية) صغيرة، لشفط الغبار المتراكم على سطح الخلية والمتطاير من الفرشاة التي تدور.

العمل والتجربة

يتحرك الروبوت بواسطة طاقة كهربائية، من خلال بطارية مشحونة تركب في جسم الروبوت، لكن البرغوثي أصر في ابتكاره أن يقوم الروبوت بكامل مهامه دون تدخل من الإنسان فيه حتى عند شحنه بالطاقة.

ويتطرق في حديثه إلى مكوناته الميكانيكية، وتتضمن قاعدة الروبوت والعجلات وغطاء الحماية والفرشاة، بينما تتكون القطع الالكترونية من سنسور (أداة استشعار) لمعرفة القياسات، ومعالج صغير من الآردوينو (لوحه تطوير إلكترونية)، وجزء لشفط الغبار، إضافة إلى محرك وبطارية قابلة للشحن.

ويقول البرغوثي: "الروبوت قادر على التعرف على أبعاد الخلية من خلال استخدام عدة أنواع من السنسور الموجودة، ورسم مسار له أثناء الحركة، وهو قادر على العودة إلى قاعدة الشحن في حال تطلب الأمر، ويعمل بالكامل بدون تدخل بشري وجرى تطبيق الفكرة على الألواح الشمسية في الجامعة".

وعن مسار الروبوت يضيف "الجهاز يثبت على سطح الخلية الشمسية المكونة من عدة ألواح، ويستغل الوصلات بين الألواح الشمسية للتحرك بين الخلايا، وتبدأ حركته من قاعدة الشحن حيث صمم له خوارزمية معينة ليقوم بالسير على سطح الخلية لتحقيق أكبر مساحة نظيفة ممكنة، وليقوم بعدها بالانتقال من خلية لأخرى بناء على وصله موجودة بين الخلايا، ويعود بنفس المسار الذي بدأه إلى قاعدة الشحن".

معضلة وتطوير

ويقول مشرف المشروع المحاضر الجامعي أمير سدر إن البرغوثي استطاع التغلب على كثير من التحديات خلال تصميمه للروبوت كقوته ووزنه، وذلك من خلال الحسابات الدقيقة والتحليلات التي أجراها.

لكن سدر يبيّن، في حديث لوكالة "صفا"، إشكالية واجهت عمل الروبوت، وتتمثل بالانزلاق عن أسطح اللوحات الشمسية لطبيعتها الملساء والتي تعيق الحركة المخصصة لمساره.

وبحسب سدر، فإن حل الإشكال قائم من خلال استخدام نوع معين من المطاط يتم استيراده من الخارج، يزيد من حدة الاحتكاك بين العجلات واللوحات الشمسية.

ويتطلع سدر إلى تطوير عمل الروبوت واستخدامه في الأراضي الفلسطينية مع إجراء بعض التعديلات في أجزائه ومكوناته ليكون قادرًا على أداء المهمة.

ويعوّل سدر على احتضان رسمي أو محلي لابتكاره من أجل تطوير مشروعه، لتقوية الصناعات الفلسطينية والارتقاء بهاء بدلًا من الاعتماد على الصناعات الأجنبية.

ويسعى البرغوثي لتطوير المشروع بحيث يصبح قادرًا على الاستفادة منه على نطاق واسع وصولًا لأن يكون نسخة تجارية معتمدة قابلة للتصنيع.