Bechkoura Hana
- bechkoura.hana@univ-guelma.dz
- hana.bechkoura@gmail.com
Thesis title
Thesis title (Ar)
Thesis title (Fr)
keywords
keywords (Ar)
keywords (Fr)
Abstract
Dust accumulation on surfaces, particularly on photovoltaic panels, represents a major issue
that significantly reduces their energy efficiency. To address this problem, several mitigation
techniques have been developed, among which electrostatic methods stand out due to their low
cost, continuous operation, and reduced maintenance requirements.
This work investigates the motion of insulating particles subjected to electric fields generated
by stationary-wave electrostatic conveyors. The main objective is to evaluate the efficiency of
these systems in controlling and transporting particles through numerical and experimental
approaches. A theoretical and numerical analysis of the electric potential and electric field
distribution is first conducted, with particular attention paid to harmonic effects and
electrostatic force distribution.
Particle trajectories are then simulated by solving the equations of motion while accounting for
the combined action of electrostatic forces and gravity. The influence of several parameters,
including inclination angle, frequency, particle charge, and initial position, is examined through
the analysis of trajectories, average velocities, and traveled distances. The results demonstrate
that while the inclination angle strongly affects particle transport efficiency, the initial position
also plays a significant role, highlighting the complex interaction of multiple physical factors
governing particle dynamics.
Finally, an experimental validation based on Particle Tracking Velocimetry (PTV) is performed
to compare numerical predictions with experimental observations. A good agreement between
both approaches is obtained, confirming the relevance of stationary-wave electrostatic
conveyors for industrial applications such as dust mitigation and solar panel cleaning.
Abstract (Ar)
ُعد تراكم الغبار على الأسطح، وخاصة على الألواح الشمسية، من المشكلات الأساسية التي تؤثر سلبًا على كفاءتها وأدائها
الطاقوي. وقد أدى ذلك إلى تطوير عدة تقنيات للحد من هذه الظاهرة، من بينها التقنيات الكهروستاتيكية التي تتميز بانخفاض
تكلفتها وإمكانية تشغيلها المستمر دون الحاجة إلى تدخل ميكانيكي أو استهلاك كبير للمياه.
في هذا العمل، ندرس حركة الجسيمات العازلة الخاضعة لحقول كهربائية متولدة عن نواقل كهروستاتيكية ذات موجة ثابتة،
بهدف تحليل فعالية هذه الأنظمة في التحكم في المادة ونقل الجسيمات. تعتمد الدراسة على نمذجة نظرية وتطوير نموذج
عددي يأخذ بعين الاعتبار مختلف القوى المؤثرة على الجسيمات، مثل القوى الكهروستاتيكية وقوة الجاذبية.
تم في البداية تحليل توزيع الجهد الكهربائي والمجال الكهربائي فوق الأقطاب، مع دراسة تأثير الموجات التوافقية على سلوك
الجسيمات. بعد ذلك، تم تحليل مسارات الجسيمات وسرعتها والمسافة المقطوعة بدلالة عدة معاملات، من بينها زاوية الميل،
التردد، الشحنة، والموضع الابتدائي. أظهرت النتائج أن زاوية الميل تؤثر بشكل ملحوظ على كفاءة نقل الجسيمات، غير أن
الموضع الابتدائي يلعب أي ًضا دو ًرا مه ًما في تحديد طبيعة المسار، مما يدل على أن حركة الجسيمات تخضع لتفاعل عدة
عوامل فيزيائية.
كما تم تدعيم الدراسة العددية بتجارب بصرية تعتمد على تقنية تتبع الجسيمات ( ،)PTVمما سمح بمقارنة النتائج العددية مع
النتائج التجريبية وإبراز توافق جيد بينهما. تساهم هذه الدراسة في فهم أعمق لآليات التحكم الكهروستاتيكي في حركة
الجسيمات، وتفتح آفاقًا لتطبيقات صناعية متعددة، لا سيما في مجال تنظيف الألواح الشمسية والتحكم في تراكم الغبار
Abstract (Fr)
L’accumulation de poussières sur les surfaces, en particulier sur les panneaux solaires, constitue
un problème majeur affectant leur rendement énergétique. Afin de limiter ce phénomène,
plusieurs solutions ont été développées, parmi lesquelles les techniques électrostatiques se
distinguent par leur faible coût, leur durabilité et l’absence de nettoyage mécanique ou
hydraulique.
Ce travail porte sur l’étude du déplacement de particules isolantes soumises à des champs
électriques générés par des convoyeurs électrostatiques à onde stationnaire. L’objectif est
d’évaluer l’efficacité de ces dispositifs dans le contrôle et le transport de la matière, à travers
une approche numérique et expérimentale. Une modélisation théorique du potentiel électrique
et du champ électrique est d’abord réalisée, en tenant compte des effets harmoniques et de la
répartition des forces électrostatiques dans l’espace et le temps.
Les trajectoires des particules sont ensuite simulées numériquement en considérant l’ensemble
des forces agissant sur celles-ci, notamment les forces électrostatiques et la gravité. L’influence
de plusieurs paramètres, tels que l’angle d’inclinaison, la fréquence, la charge et la position
initiale, est analysée à travers l’étude des trajectoires, des vitesses moyennes et des distances
parcourues. Les résultats montrent que, si l’angle d’inclinaison joue un rôle déterminant dans
l’efficacité du transport, la position initiale des particules influence également de manière
significative leur comportement dynamique.
Enfin, une validation expérimentale basée sur la technique de suivi de particules (PTV) est
menée afin de comparer les résultats numériques aux observations expérimentales. Les résultats
obtenus mettent en évidence une bonne cohérence entre les deux approches et confirment le
potentiel des convoyeurs électrostatiques à onde stationnaire pour des applications industrielles
telles que le nettoyage des panneaux solaires et le contrôle de l’accumulation de poussières.
Scientific publications
H. Bechkoura, N. Zouzou and M. Kachi, “Mechanics of Particle Motion in a Standing Wave Electric Curtain: A Numerical Study”, Atmosphere, vol. 14, pp. 681,
2023.
le lien :https://www.mdpi.com/2073-4433/14/4/681.
M. Kachi, H. Bechkoura, Experience and Modeling of a Rotating Electrode for the Removal of Sand Particles on PV Panels, JESTR 18 (2025) 80–87.
https://doi.org/10.25103/jestr.181.08.
Scientific conferences
H. Bechkoura, M. Kachi, N. Zouzou, “Numerical study of particle movement in an inclined standing wave electric curtain” presented at the Annu. of The Electrostatics
Society of America (ESA), Charlotte, 2022.
“H. Bechkoura, N. Zouzou, M. Kachi, “Modeling of an electrostatic standing wave conveyor” presented at The First National Conference on Electrical Engineering and
their Applications (NCEEA01), Guelma, 2022.”