Conclusiones clave
- La acumulación de polvo puede reducir la eficiencia de los paneles solares.
- El agua es un recurso demasiado valioso para mantener los paneles solares libres de polvo.
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Los investigadores han ideado un mecanismo que utiliza cargas eléctricas para hacer que el polvo s alte de los paneles.
La abundante luz solar y la tierra hacen que los desiertos sean ideales para instalar paneles solares, pero también tienen mucho polvo, lo que reduce su eficacia. Necesitamos una nueva forma de mantener los paneles solares libres de polvo.
El agua juega un papel importante para mantener los paneles libres de polvo, pero es un recurso precioso que se utiliza mejor en otros lugares. En su búsqueda de mejores alternativas, los investigadores del MIT han ideado un nuevo método de limpieza de paneles solares que utiliza cargas eléctricas para repeler las partículas de polvo, básicamente haciéndolas s altar de los paneles.
“El documento de investigación es útil para el progreso continuo en el problema de la suciedad fotovoltaica”, dijo a Lifewire Matthew Muller, ingeniero del Grupo de rendimiento y confiabilidad de energía fotovoltaica del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), por correo electrónico.. “El documento está bien escrito, es un paso útil en el trabajo a largo plazo para abordar la contaminación fotovoltaica y, por lo tanto, algunos de los experimentos descritos son muy útiles para la comunidad”.
Muerde el polvo
En su artículo, el estudiante graduado del MIT Sreedath Panat y el profesor de ingeniería mecánica Kripa Varanasi citan proyecciones que estiman que la energía solar representará el 10 % de la generación de electricidad mundial para 2030.
Argumentan que, a pesar de las recientes mejoras en la tecnología fotovoltaica para ayudar a mejorar la eficiencia de los paneles solares, la acumulación de polvo es uno de los mayores desafíos operativos para la industria.
El polvo, explica Muller, cae sobre el panel solar debido a métodos de deposición gravitacionales y de otro tipo. “Las partículas de polvo luego bloquean la transmisión de luz hacia la celda solar, lo que provoca una reducción de potencia para la irradiación externa dada. Vemos que las pérdidas por la suciedad fotovoltaica en los EE. UU. oscilan entre el 0 y el 7 %, donde el 7 % de las pérdidas corresponden a las regiones polvorientas del suroeste”, explicó Muller.
Además, los investigadores afirman que en ambientes hostiles como en medio de un desierto, el polvo se acumula a tasas cercanas a 1 g/m2 por día y, si no se limpia, puede acumularse hasta 3 mg/cm2 en menos un mes. Para poner eso en perspectiva, la acumulación de polvo de 5 mg/cm2 corresponde a casi el 50 por ciento de pérdida en la producción de energía, comparten los investigadores. Para ponerlo en términos monetarios, dicen que una pérdida de energía promedio de 3-4 por ciento a escala global equivale a una pérdida económica de $3.3 a $5.5 mil millones.
No sorprende, entonces, que se gasten enormes cantidades de recursos para limpiar los paneles solares, a veces incluso varias veces al mes, dependiendo de la gravedad de las condiciones de suciedad.
El método de limpieza más común es usar chorros de agua a presión y rociadores, que según los investigadores pueden contribuir hasta en un 10 por ciento del costo de operación y mantenimiento de las granjas solares.
Otros investigadores han calculado que las plantas de energía solar consumen alrededor de uno a cinco millones de galones de agua para limpieza por cada 100 MW de electricidad generada por año. Ampliado, eso se traduce en hasta 10 mil millones de galones de agua para fines de limpieza de paneles solares, que se estima que es suficiente para satisfacer las necesidades anuales de agua de hasta 2 millones de personas.
¿Escapada limpia?
El fregado en seco es una alternativa a la limpieza con agua, pero no es tan eficaz y se corre el riesgo de rayar los paneles y provocar una reducción irreversible de su eficacia.
La limpieza de paneles solares electrostáticos, que no usa agua ni tiene los riesgos del fregado por contacto, se ha convertido en una alternativa interesante. Las pantallas electrodinámicas (EDS) son los sistemas de eliminación de polvo electrostático más populares y se utilizan en el vehículo explorador de Marte, señala Muller.
Sin embargo, los investigadores argumentan que existen varios desafíos para implementar EDS en paneles solares en la Tierra, como la intrusión y acumulación de humedad, lo que eventualmente podría provocar un cortocircuito eléctrico en los electrodos.
El mecanismo propuesto se basa en el método de limpieza electrostático existente y utiliza cargas eléctricas para hacer que las partículas de polvo se desprendan y s alten de la superficie de los paneles. El sistema se puede operar automáticamente usando un motor eléctrico simple y rieles de guía a lo largo del costado del panel.
La tecnología es emocionante, pero solo se encuentra en un nivel de investigación y, por lo tanto, está muy lejos de ser comercialmente viable, recuerda Muller. Además, añade que los investigadores realizaron pruebas con polvo de carretera, que es un caso ideal.
“En [el] mundo real, el suelo puede ser mucho más complejo… y, por lo tanto, es posible que el dispositivo no funcione en varios entornos”.
