تخفيف تراكم الغبار على سطح المريخ: استخدام الألواح الكهروضوئية ثنائية الوجه المثبتة عموديًا لتحسين أداء توليد الطاقة الشمسية

تراكم الغبار على الألواح الشمسية يُعَدّ تحدياً مستمراً في المهمات المريخية، حيث يؤدي بشكل كبير إلى تقليل إنتاج الطاقة ويحدّ من عمر المهمات. الأنظمة الكهروضوئية التقليدية (PV)، والتي تُثبَّت عادةً بشكل أفقي أو بزاوية ميل بسيطة، تكون أكثر عرضة للتلوث بالغبار المريخي الدقيق. يسلط هذا البحث الضوء على نهج جديد للتخفيف من تراكم الغبار وتعزيز التقاط الطاقة في المهمات المستقبلية على المريخ، من خلال التثبيت العمودي للألواح الكهروضوئية ثنائية الوجه. تتنبأ هذه الدراسة بتراكم الغبار على الألواح الكهروضوئية في البيئة المريخية باستخدام نموذج رياضي. وأظهرت النتائج أن الزاوية العمودية تقلل بشكل كبير، وفي بعض الحالات تقضي تماماً على ترسّب الغبار. وللتحقق من هذه النتائج، جرى تحليل صور من مركبات ومهام مريخية، حيث لوحظ أن الأسطح العمودية تُظهر تراكمًا طفيفًا أو شبه معدوم للغبار مقارنة بالأسطح الأفقية المجاورة التي تُظهر تراكمًا ملحوظاً. ورغم أن هذه الأسطح ليست أسطح ألواح شمسية، إلا أنه يمكن اعتبارها مؤشراً لتقييم تراكم الغبار على أسطح الألواح الكهروضوئية. ومن الجدير بالذكر أن الأسطح الزجاجية المتوفرة في المركبات المريخية، مثل عدسات الكاميرات المثبتة عادةً بشكل عمودي، لا تعاني من مشكلة التلوث بالغبار. الألواح الكهروضوئية ثنائية الوجه، والتي سبق اقتراحها في الأدبيات، أظهرت إمكانات واعدة في تحسين إنتاج الطاقة من خلال التقاط الضوء من كلا جانبي اللوح. إن الجمع بين التثبيت العمودي وتقنية الألواح ثنائية الوجه يمكن أن يعزز إنتاج الطاقة بشكل متكامل، مع القضاء شبه الكامل على مشكلة تراكم الغبار. ورغم أن تطبيق أنظمة PV عمودية على سطح المريخ يفرض تحديات تقنية تتعلق بالاستقرار الهيكلي والاتجاه والتكامل مع تصميمات المساكن أو المركبات، فإن هذا التوجه، سواء كان دائماً أو مؤقتاً، يمثل حلاً عملياً لمشكلة التلوث بالغبار، مما قد يساهم في إطالة عمر المهمات وضمان استمرارية عمليات الطاقة الشمسية بشكل أكثر استدامة. وبذلك، فإن الألواح الكهروضوئية ثنائية الوجه المثبتة عمودياً تُمثل حلاً واعداً لتحديات تراكم الغبار على المريخ، مع إمكانية إطالة عمر المهمات وتحسين استدامة العمليات المعتمدة على الطاقة الشمسية. وتقدّم هذه الدراسة رؤى مهمة نحو تصميم أنظمة طاقة فعّالة ومتينة ملائمة للبيئة المريخية.