Wakati ulimwengu ukikabiliana na changamoto za kukidhi ongezeko la mahitaji ya umeme, hasa katika nchi zinazoendelea, nishati ya jua imeibuka kuwa mwanga wa matumaini. Katika seemu ya kusini mwa Jangwa la Sahara, ambako umaskini wa nishati ni changamoto inayoendelea, uwezekano wa nishati ya jua ni mkubwa.

Paneli za Monocrystalline photovoltaic (PV) zimekuwa chaguo maarufu kwa uzalishaji wa nishati ya jua katika eneo hilo. Paneli hizi hubadilisha mwanga wa jua kuwa nishati ya umeme, ikitoa chanzo kisafi na kinachoweza kufanywa upya cha nishati. Hata hivyo, ufanisi huathiriwa na hali mbaya ya mazingira katika maeneo yenye ukame.

Mojawapo ya changamoto kuu zinazokabili paneli za jua ni mkusanyiko wa vumbi, kinyesi cha ndege na uchafu mwingine kwenye sakafu ya paneli.

Utafiti umeonyesha kuwa mkusanyiko wa vumbi unaweza kupunguza pato la nishati ya paneli ya jua hadi 56% kwa wakati, ikilinganishwa na kitengo safi. Utafiti pia unaonyesha kuwa njia ya kusafisha huathiri ufanisi wa paneli za jua, ikitegemea na iwapo sabuni au maji yenye shinikizo hutumiwa. “Kusafisha kwa kutumia maji ni njia nzuri lakini inahitaji maji yenye shinikizo au brashi ya kusafisha ili kusaidia maji kuondoa chembe zenye kunata au zenye tope,” waandishi wa utafiti wa 2013 wa Hifadhi na Usimamizi wa Nishati wanaandika. Utafiti pia unabainisha kuwa viambata (sabuni) husaidia kudumisha ufanisi wa paneli.

Katika sehemu nyingi za dunia, kuzisafisha kwa mikono paneli za jua kwa kutumia maji, brashi na sabuni isiyokolea ni jambo la kawaida, lakini ina mapungufu: Inaweza kuwa ya nguvu kazi kubwa, na katika maeneo kame, ambapo uhaba wa maji ni tatizo kubwa, kusafisha kwa mikono kwa paneli za jua sio chaguo linalofaa.

Ili kukabiliana na changamoto hii, timu ya wavumbuzi imebuni mfumo wa kusafisha otomatiki wa paneli za jua zisizo na maji. Kulingana na watafiti, “Mfumo hutumia kifaa ca kutoa kwa kusafisha ndege na brashi inayoweza kubadilika kwa kufagia vumbi, kuhakikisha usafishaji mzuri.” Suluhisho hili la ubunifu limeundwa kuwa la ufanisi, la gharama nafuu na rafiki wa mazingira.

Mfumo huo unadhibitiwa na microcontroller ya Arduino Uno na saa ya muda halisi, ambayo hupanga vipindi vya kusafisha ili kuhakikisha ufanisi mkubwa. Matumizi ya vitambuzi kujuwa viwango vya vumbi na kurekebisha mzunguko wa kusafisha ipasavyo huhakikisha kuwa paneli zinafanya kazi kwa viwango bora. Watafiti wanakili kuwa “mfumo ulirekodi ongezeko kubwa la wastani la 26.23% la pato la umeme na kupunguza hasara kutokana na mkusanyiko wa vumbi.”

Madhumuni ya utafiti huu, uliochapishwa mnamo Januari katika jarida la Rasilimali zisizo za kawaida, yalikuwa ni kubuni na kutekeleza mfumo wa kusafisha kiotomatiki ambao unaweza kupunguza nishati inayopotea kutoka kwa paneli za jua kwa sababu ya mkusanyiko wa vumbi, na kurahisisha mchakato wa kusafisha. Ni moja ya mifumo kadhaa ya kusafisha jua isiyo na maji ambayo imekuja katika miaka ya hivi karibuni. Mifumo ya kusafisha paneli za jua inaweza kuwa ya ghali mno, na mifumo mingine mipya hadi makumi ya maelfu ya dola.

Usafishaji wa paneli za jua nchini Nigeria

Nigeria, hasa majimbo ya kaskazini kama vile Kano, Kaduna, na Katsina, inakabiliwa na changamoto kubwa katika kutumia nishati ya jua kutokana na hali mbaya ya mazingira na uhaba wa maji katika eneo hilo. Licha ya wingi wa mwanga wa jua, mkusanyiko wa vumbi na uchafuzi mwingine kwenye paneli za jua umepunguza kwa kiasi kikubwa ufanisi wao na pato la nguvu za umeme.

Chika Ujah, mmoja wa waandishi wa utafiti wa hivi karibuni kutoka Kituo cha Afrika cha Ubora wa Maendeleo ya Nishati na Nishati Endelevu, alithibitisha katika barua pepe kwa Mongabay kwamba mfumo wa kusafisha usio na maji unaweza kufaa katika ukanda wa jua wa Nigeria, sehemu ya kaskazini, ambako vumbi na hali ya msimu inaweza kuathiri ufanisi wa paneli, na muundo wake huondoa hitaji la maji, hupunguza kazi ya kusafisha sakafu ya paneli, na inaruhusu kusafisha ukanda wa jua Nigeria, kutoka kwenye vumbi trafiki, shughuli za kilimo na hali ya misimu.

Kisafishaji cha karatasi kisicho na maji na chenye hatua mbili hutumia kifaa ca kutoa pamoja na brashi inayonyumbulika chini ya udhibiti wa Arduino yenye saa halisi na swichi za kikomo, hivyo haihitaji maji ya bomba, hufanya kazi kuwa chini, na huwaruhusu watumiaji kuratibu kusafisha ili kufanana na misimu ya ndani.

Aliongeza kusema, “Vipengele hivi vinafaa nyakati za joto, vumbi na shinikizo la maji la Nigeria, hasusan kwa tovuti ndogo na za kati za PV zinazojulikana katika jamii na SMEs,” yaani biashara ndogo na za kati.

Sekta ya jua ya Nigeria inakua kwa kasi, huku nchi hiyo ikiwa na viwango vya juu zaidi vya mionzi ya jua ulimwenguni, na kuifanya kuwa sehemu bora kwa uzalishaji wa nishati ya jua. Kulingana na Wakala wa Kimataifa wa Nishati Mbadala (IRENA), uwezo wa nishati ya jua wa Nigeria unakadiriwa kuwa karibu MW 427,000. Hata hivyo, uwezo wa sasa wa nishati ya jua nchini Nigeria bado ni mdogo.

Nishati ya jua huchangia asilimia ndogo ya mchanganyiko wa uzalishaji wa umeme wa Nigeria, huku nguvu ya umeme nyingi za nchi hiyo ikitoka kwa nishati ya kisukuku na 10% pekee zikitoka kwa nishati mbadala. Licha ya hayo, kuna shauku inayoongezeka katika nishati ya jua, haswa kwa matumizi ya nje ya gridi ya taifa na gridi ndogo, ambayo inaweza kutoa umeme kwa jamii na masirika madoo ya biasara ambayo hayana ufikiaji wa gridi ya taifa.

Katika ukanda wa jua wa Nigeria, unaojumuisha majimbo kama Kaduna, Kano, na Sokoto, paneli za jua zinatumika kwa nyumba, biashara, na miundombinu ya jamii.

Kuhusu athari za mfumo usio na maji kwenye ufanisi na uendelevu, “Kwenye paneli ya 60 W, mfumo uliinua wastani wa pato kwa asilimia 26.23, na nishati ya kila siku ikipanda kutoka 124.2 W hadi 156.77 W wakati wa majaribio.

Uinuaji huo huboresha moja kwa moja mavuno na malipo huku muundo usio na maji huhifadhi rasilimali adimu na pia kupunguza utendakazi wa vifaa vya kiotomatiki katika shule, kliniki, na biashara ndogo ndogo ambapo muda wa wafanyakazi na maji ni mdogo,” Ujah alisema katika barua pepe.

Kaskazini mwa Nigeria, ambako jua huangaza kwa muda mrefu zaidi katika mwaka, wataalamu walisema mfumo huu wa kusafisha usio na maji unaweza kuleta mabadiliko makubwa kama njia ya kuaminika na yenye ufanisi wa kutunza paneli za jua, kuhakikisha kuwa zinafanya kazi kwa kiwango cha juu zaidi. Kwa uwezo wa kuongeza pato la nishati na kupunguza gharama za matengenezo, uvumbuzi huu una uwezo wa kubadilisha jinsi nishati ya jua inavyotumiwa katika eneo.

Mhandisi Oluwatoyin Oghenekogie, mtaalam wa paneli za jua kutoka kampuni ilioko Lagos ya Fountain Power Technique, aliiambia Mongabay kwamba muundo wa mfumo wa kusafisha bila maji ni mafanikio kwa maeneo yenye uhaba wa maji kama vile kaskazini mwa Nigeria, kwani huondoa kero za matengenezo na kuhakikisha uzalishaji wa umeme kwa kasi. “Sehemu katika eneo la nchi ambayo haina maji itakumbatia kwa haraka mabadiliko haya makubwa, na bila shaka, italeta nguvu thabiti na madhubuti,” alisema, akiongeza kuwa “bila shaka itakuwa na athari kubwa nchini Nigeria, kwani itaondoa matengenezo ya mara kwa mara. Jukumu itakalotekeleza litakuwa kubwa kwa sababu halitakuwa na matengenezo.”

Hatahivyo, bado sio chaguo linalowezekana – sio kwa raia wa Nigeria. “Kwa kuwa aina hii ya mfumo haipatikani katika soko la Nigeria, bei haiwezi kubainishwa,” mhandisi huyo alisema.

Adesogbon Joshua, muuzaji wa paneli za miale ya jua mjini Lagos, aliiambia Mongabay kuwa mifumo ya kusafisha isiyo na maji itakuwa bora kwa eneo la jangwa la Sahara kutokana na uhaba wa maji na masuala ya vumbi, na kuifanya kuwa chaguo bora kuliko mbinu za jadi. Hata hivyo, alipoulizwa kuhusu gharama ya mfumo huo, alithibitisha kuwa bado haupatikani ndani ya nchi. “Kwa jinsi ninavyohusika, aina hii ya mfumo bado haiko kwenye soko la Nigeria,” alisema. “Ingawa nimesikia juu ya wazo hilo, na nadhani ni zuri sana.”

Aliongezea kusema, “Katika seemu ya jangwa la Sahara, mifumo ya kusafisha paneli za jua isiyo na maji inaonekana kama suluhisho bora kwa sababu ya uhaba na gharama kubwa ya usambazaji wa maji. Mkusanyiko wa vumbi ni wasiwasi mkubwa kwa paneli za jua katika eneo hili. Kutokana na uzoefu wangu wa kusafisha kwa maji, shinikizo la juu la maji linaweza kuondoa vumbi, lakini pia lina vikwazo, kama vile uwezekano wa kukwaruza paneli ya shinikizo wakati wa kutumia paneli ya ziada au hata kuharibu uso wa paneli.

“Nimejifunza hivi majuzi kuhusu mifumo ya kusafisha paneli za jua zisizo na maji, lakini kwa kuzingatia maendeleo ya teknolojia, ninaamini ni maendeleo ya kukaribisha ambayo yanatumikia malengo mengi,” Joshua alisema.

Babatunde Busari ni mfanyabiashara katika seemu ya Ijebu-Ode, kwenye jimbo la Ogun ambaye anaendesha kampuni ya huduma za usafi, ikiwa ni pamoja na nguo, inayoendeshwa na mfumo wa jua wa kibiashara wa uwezo wa kW 60. Alipeana uzoefu wake kwa Mongabay. “Tunasafisha mfumo mara moja au mbili kwa mwaka,” alisema. “Wakati mwingine mimi hufanya hivyo mwenyewe na wavulana wangu, na wakati mwingine tunaajiri wataalamu. Wanatoza kati ya naira 50,000 na 60,000 [sawa na $34-41] kwa kazi ya saa 3 hadi saa 4.”

Kuhusu uwezekano wa kutumia mfumo wa kusafisha paneli za jua zisizo na maji, Busari alisema, “Iwapo sio ghali mno, ningeununua kwa furaha. Sijaona hapo awali, lakini ikiwa faida ni zaidi ya paneli za jadi, kwa nini? Ningeuzingatia.”

Picha ya bango: Hema la jadi lenye paneli za jua katika Jangwa la Gobi, Mongolia. Vumbi katika maeneo ya jangwa linaweza kupunguza pato la umeme la paneli ya jua, lakini kusafisha ni changamoto katika maeneo yenye maji machache. Picha na Bernard Gagnon kupitia Wikimedia Commons (Kikoa cha Umma).

Nukuu:

Nezamisavojbolaghi, M., Davodian, E., Bouich, A., Tlemçani, M., Mesbahi, O., & Janeiro, F. M. (2023). The impact of dust deposition on PV panels’ efficiency and mitigation solutions: Review article. Energies, 16(24), 8022. doi:10.3390/en16248022

Moharram, K., Abd-Elhady, M., Kandil, H., & El-Sherif, H. (2013). Influence of cleaning using water and surfactants on the performance of photovoltaic panels. Energy Conversion and Management, 68, 266-272. doi:10.1016/j.enconman.2013.01.022

Nkinyam, C. M., Ujah, C. O., Nnakwo, K. C., Ezeudu, O., Kallon, D. V., & Ike-Eze C. Ezema, I. (2025). Design and implementation of a waterless solar panel cleaning system. Unconventional Resources, 5, 100131. doi:10.1016/j.uncres.2024.100131

Shao, Y., Yang, Z., Yan, Y., Yan, Y., Israilova, F., Khan, N., & Chang, L. (2025). Navigating Nigeria’s path to sustainable energy: Challenges, opportunities, and global insight. Energy Strategy Reviews, 59, 101707. doi:10.1016/j.esr.2025.101707

Habari hii ilichapishwa kwa mara ya kwanza hapa kwa lugha ya Kiingereza mnamo tarehe 24/10/2025

Kutambua ushiriki

Lynet Mhariri

Ali Manzu Translator

Mada

Nishati EndelevuNishati safiNishati ya JuaUmemeAfrikaNigeriaUlimwenguni

Tazama mada