Uno de los grandes retos que afronta la industria de los paneles fotovoltaicos es el rendimiento de los mismos. Diferentes empresas están probando combinaciones de silicio y perovskita, algas microscópicas, materiales flexibles y nuevas tecnologías para lograr que los paneles sean más eficientes. También se está empujando el rendimiento cuántico extremo con el mismo objetivo: producir más electricidad. El otro reto es la limpieza de la capa más externa de estos paneles.
Hay enemigos evidentes, como la nieve. Cuando un panel solar está tapado, lógicamente no está rindiendo. Sin embargo, la nieve no es un problema en muchas zonas del mundo, pero algo común a cualquier zona del planeta es el polvo. Limpiarlos es un reto, pero una empresa puede haber dado con la clave: una pantalla electrodinámica que erradica el polvo de los paneles solares.
Limpiando paneles solares sin agua
Puede que suene extraño, pero el polvo es uno de los peores enemigos de las placas solares. Es algo que se ha puesto a prueba en varios estudios que evidencian que un panel sucio rinde mucho peor que uno bien cuidado. En 2016 se publicó un estudio que, durante cinco meses, comparó el rendimiento de un panel lleno de polvo y otro que limpiaban a diario. El primero tenía una eficiencia un 29,76% menor que la del segundo.
Los investigadores afirmaban que el polvo tendría a acumularse en ciertas zonas y se podrían provocar defectos permanentes. En otros estudios se comprobó el promedio de la radiación solar incidente, con pérdidas del 1% que se traducen en un 8% a 15% menos de rendimiento. En este estudio, además del polvo, también se hablaba de otros elementos como los excrementos y otra estimación es que las plantas de energía solar sufren una pérdida de eficiencia del 40% anual.
Limpiarlos con un manguerazo es una solución, pero el problema es cuando el agua no llega a ciertas zonas en las que están instalados o si, directamente, están en el tejado de una casa. Hay empresas que han creado robots para hacer frente al problema y otras limpian los paneles con un tractor armado con un depósito de agua y un rodillo, pero puede que hayamos dado con una solución más sencilla y óptima. Y que se estiman que se destinan decenas de millones de litros de agua al año sólo en limpieza de paneles, suponiendo un agujero negro de agua.
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La startup Sol Clarity derivada de la Universidad de Boston lleva un tiempo experimentando con un sistema de limpieza de paneles que consiste en una capa adicional electrodinámica. Y no parece algo complicado de aplicar a los paneles, ya que es una delgada capa transparente que funciona con una pequeña carga eléctrica.
El sistema, bautizado como Electrodynamic Screen (o EDS) funciona cargando las partículas de polvo con estática y, cuando ha atrapado las partículas, las 'barre' mediante una onda electromagnética.
Dependiendo de las necesidades, EDS consta de dos o cuatro capas más la que se encarga de la alimentación y el montaje de serie consta de un adhesivo transparente que va directamente al módulo solar y una capa dieléctrica de vidrio flexible ultrafino con los electrodos transparentes impresos con tinta de nanocables de plata.
Sol Clarity afirma que experimentaron con otros materiales, como el óxido de zinc dopado con aluminio como tinta conductora transparente, pero la estabilidad de los electrodos fue deficiente en comparación con la tinta de nanocables de plata. El objetivo es conseguir una reflectividad muy alta, algo que sí han logrado con el material escogido. Estos electrodos están en la parte interna de EDS, por lo que no reflejan la luz solar que les llega, sino que hacen rebotar las que la propia superficie del panel refleja.
El funcionamiento se puede ver en el vídeo que dejamos a continuación:
La compañía apunta que 1 Wh de energía es suficiente para limpiar un metro cuadrado de paneles soplares, lo que se traduciría en 500 módulos fotovoltaicos diarios utilizando 1 kWh de energía eléctrica. El sistema tarda un minuto en realizar la operación de limpieza y, en diferentes pruebas, han demostrado que pueden recuperar más del 95% de las pérdidas de captación de energía debido a la suciedad.
Por sus características, EDS tiene potencial para poder ser colocado también en módulos flexibles y uno de los objetivos de la compañía es que sean rentables. El fin es colocar estos protectores en grandes centrales eléctricas y, por eso, la producción de EDS se basa en gran medida en la serigrafía, que es un proceso que se puede reproducir en cantidades industriales.
Los siguientes pasos consisten en seguir probando el sistema. Lo han hecho en plantas en el desierto de Atacama de Chile, pero también cerca de una playa para probar la durabilidad en un entorno salino. Y también es un objetivo el conseguir financiación, claro.
Imágenes | Cambridge, Sol Clarity
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