تشير نتائج البحث إلى أن أنظمة إنتاج الطاقة الشمسية في أفريقيا جنوب الصحراء تعاني خسائر كبيرة في الكفاءة نتيجة الحرارة الشديدة وتراكم الغبار، وهو استنتاج يستند إلى تحليلات ميدانية شملت عدة دول في المنطقة لتقييم أداء الألواح في ظل ظروف محلية مختلفة. وتوضح البيانات أن ارتفاع درجات الحرارة المحيطة وشدة الإشعاع والرطوبة تسهم في تدهور الأداء عبر الضغط الحراري على الخلايا الكهروضوئية. وغالباً ما ترتفع حرارة سطح الوحدات خلال النهار إلى أكثر من 40 درجة مئوية في مناطق كثيرة، وهي درجات تفوق التصميمات التي صممت للعمل عندها. وتشير الدراسات إلى أن تجاوز حرارة سطح الوحدة 25 درجة مئوية يؤدي إلى انخفاض كفاءة تحويل الطاقة، وأن الخسائر تتزايد مع ازدياد الحرارة حتى تصل غالباً إلى مستويات قصوى تفوق 70 درجة مئوية. وبهذه الضغوط الحرارية تتراجع كفاءة وحدات السيليكون البلوري، وهي الأكثر انتشاراً، بما يتراوح بين 15 و20%، مما يقلل إنتاج الطاقة الإجمالي ويفاقم التحديات خصوصاً في الأنظمة غير المترابطة بالشبكة والريفية حيث هوامش السعة أصلاً محدودة.
وتعد تراكمات الغبار عاملاً إضافياً يؤثر على الأداء، خصوصاً في المناطق الجافة وشبه الجافة. فبدون تنظيف دوري يمكن أن تحجب طبقات الغبار الضوء وتقلل إنتاج الكهرباء بشكل كبير، وتتراوح الخسائر الملاحظة بين 20% وأكثر من 60%، وتتأثر بحجم الجسيمات وزاوية الميل والرطوبة والبيئة. فعلى سبيل المثال، المناطق الصناعية التي تتعرض لغبار الفحم تشهد انخفاضاً بين 53% و64%، بينما الغبار الناتج عن البناء والتعدين يسبّب انخفاضاً بين 58% و72%، في حين تسجل المناطق الزراعية المتأثرة بغبار الأسمدة العضوية انخفاضاً بين 25% و35%.
وتشير الدروس المستفادة إلى أن صيانة منشآت الطاقة الشمسية الريفية تبقى صعبة في المناطق التي تعوقها محدودية البنية التحتية والموارد المالية. وللحد من تأثيرات الحرارة، درست الفرق تقنيات التبريد السلبي مثل أنظمة التهوية والمواد المبددة للحرارة والطلاءات العاكسة للأسطح التي تحسن الأداء دون استهلاك إضافي للطاقة، بينما يتطلب التبريد الفعّال، رغم فاعليته العالية، غالباً ماء وكهرباء مما يجعلها أقل جدوى في المناطق النائية. كما أن بعض الطلاءات الواقية قد تتدهور بسرعة في البيئات الاستوائية، ما يزيد التكاليف على المدى الطويل.
وبالنظر إلى انخفاض كفاءة الألواح الشمسية نتيجة للظروف البيئية في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى، والتي تثير مخاوف حول موثوقية أحد حلول الطاقة النظيفة في منطقة لا يزال فيها نحو 600 مليون شخص محرومين من الكهرباء، دعا مؤلفو التقرير الشركات الصناعية إلى تبني معايير خاصة بالمنطقة لتصميم الألواح واعتمادها وصيانتها. وحددوا ثلاثة أولويات تتمثل في تطوير مكوّنات كهروضوئية أكثر ملاءمة للعمل في درجات حرارة عالية، وتكييف بروتوكولات التنظيف مع بيئات الغبار، وإنشاء أنظمة اعتماد للتقنيات المكيفة مع المناخات الاستوائية.
