Dispositivo que mide la pérdida de potencia por suciedad en células fotovoltaicas

Un gran problema al que se enfrentan los paneles solares es que la acumulación de polvo en ellos acaba mermando significativamente su rendimiento energético. Saber cuándo vale la pena hacer una limpieza de los paneles y cuándo no, ahorraría tiempo y dinero.

La Universidad Politécnica de Madrid (UPM) en España y la Comisión de la Energía Atómica de Francia (Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - CEA) acaban de obtener la patente conjunta de un dispositivo capaz de caracterizar un sustrato en un entorno sucio. El coinventor es Miguel Ángel Muñoz García, profesor del departamento de Ingeniería Agroforestal de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas (ETSIAAB).

Esta patente es fruto de una estancia de investigación en la que el profesor Miguel Ángel Muñoz García pasó, en 2019, 3 meses en el Instituto Nacional francés de la Energía Solar (Institut National de l'Énergie Solaire - INES) situado en Chambéry, una localidad de los Alpes franceses. Esta institución es el equivalente al Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) de España.

El dispositivo patentado es capaz de medir la suciedad en continuo, es decir, mientras se está depositando en la célula fotovoltaica. De esta forma, se puede medir el proceso de ensuciado y ver cómo afecta a la potencia que es capaz de generar la propia célula. Hasta ahora, la célula se ensuciaba en la cámara y después se medía la pérdida de potencia. Esto podía provocar que algunas partículas sucias cayeran o fueran arrastradas por el aire al trasladar el sustrato sucio entre la cámara y la estación de medición. Por esta razón, las pruebas posteriores podían resultar inexactas o incluso inutilizables. Con este avance, se pretende acabar con estos inconvenientes ya que evita el riesgo de pérdida de partículas, lo que se traduce en una mayor precisión de las mediciones. Para conseguirlo, simula un entorno sucio; es decir, crea un depósito de polvo que sirve como ensayo de suciedad, en el que se reproducen los fenómenos naturales de ensuciamiento, regulando aspectos como la temperatura y la humedad. Es en este momento cuando se pulverizan partículas incrustantes sobre el sustrato, tales como una nube de polvo.

Panel solar. (Foto: Bruce Avera Hunter / USGS)

La principal novedad es que el equipo de medición tiene una fuente que genera un haz de luz a lo largo del eje óptico, como si fuera luz solar, de modo que permite valorar cómo la célula va perdiendo potencia a la vez que se deposita el polvo sobre la propia lente. La parte del dispositivo patentada incluye un film deslizante que evita que el polvo se acumule. Esta película protectora se va limpiando según va pasando y permite que la lente esté limpia todo momento.

El objetivo principal no es otro que el de evitar la pérdida de potencia de estas células fotovoltaicas. Algo que se da con mayor frecuencia en entornos rurales, donde la pérdida de potencia puede rondar el 5-10%. Por tanto, es precisamente en estas áreas donde este dispositivo encuentra su mayor utilidad.

En la actualidad, se ha retomado el trabajo en un nuevo prototipo más avanzado y automatizado que se vio frenado por la irrupción de la pandemia. (Fuente: UPM)