Cómo limpiar los paneles solares sin agua

La acumulación de polvo en los paneles solares o en los espejos ya es un problema importante, puede reducir la producción de los paneles fotovoltaicos hasta un 30%, por lo que la limpieza periódica es esencial para estas instalaciones.

Se calcula que la limpieza de los paneles solares consume unos 35.000 millones de litros de agua al año, suficiente para abastecer de agua potable a dos millones de personas.

Los intentos de limpieza sin agua exigen mucha mano de obra y tienden a causar arañazos irreversibles en las superficies, lo que también reduce la eficiencia.

Ahora, un equipo de investigadores del MIT ha ideado una forma de limpiar automáticamente los paneles solares, o los espejos de las plantas termosolares, en un sistema sin agua y sin contacto que podría reducir significativamente el problema del polvo.

El nuevo sistema usa la repulsión electrostática para hacer que las partículas de polvo se desprendan y prácticamente salten de la superficie del panel, sin necesidad de agua o cepillos.

Para activar el sistema, un simple electrodo pasa justo por encima de la superficie del panel solar, impartiendo una carga eléctrica a las partículas de polvo, que luego son repelidas por una carga aplicada al propio panel.

El sistema puede funcionar automáticamente con un simple motor eléctrico y unos raíles guía situados en el lateral del panel.

A pesar de los grandes esfuerzos para desarrollar paneles solares cada vez más eficientes, un problema mundano como el polvo puede hacer todos esos esfuerzos inútiles.

Las pruebas de laboratorio realizadas demostraron que la caída de la producción de energía de los paneles se produce de forma pronunciada al principio del proceso de acumulación de polvo y puede alcanzar fácilmente una reducción del 30 % después de sólo un mes sin limpieza. Calcularon que incluso una reducción del 1% de la potencia, en una instalación solar de 150 megavatios, podría suponer una pérdida de 200.000 dólares en ingresos anuales. Los investigadores afirman que, a nivel mundial, una reducción del 3 al 4 por ciento en la producción de energía de las plantas solares supondría una pérdida de entre 3.300 y 5.500 millones de dólares.

Muchas de las mayores instalaciones de energía solar del mundo, como las de China, India, los Emiratos Árabes Unidos y Estados Unidos, están situadas en regiones desérticas. El agua que se utiliza para limpiar estos paneles solares con chorros de agua a presión tiene que ser transportada en camión desde lejos, y tiene que ser muy pura para no dejar depósitos en las superficies. A veces se utiliza el fregado en seco, pero es menos eficaz para limpiar las superficies y puede causar arañazos permanentes que también reducen la transmisión de la luz.

La limpieza del agua supone alrededor del 10% de los costes de funcionamiento de las instalaciones solares. Según los investigadores, el nuevo sistema podría reducir estos costes y mejorar la producción general de energía al permitir limpiezas automáticas más frecuentes.

El nuevo sistema que han desarrollado sólo requiere que un electrodo, que puede ser una simple barra de metal, pase por encima del panel, produciendo un campo eléctrico que imparte una carga a las partículas de polvo a su paso. Una carga opuesta aplicada a una capa conductora transparente de unos pocos nanómetros de grosor depositada en la cubierta de cristal del panel solar repele entonces las partículas, y calculando el voltaje correcto a aplicar, los investigadores pudieron encontrar un rango de voltaje suficiente para superar la atracción de la gravedad y las fuerzas de adherencia, y hacer que el polvo se levantara.

En la práctica, a escala, cada panel solar podría estar provisto de barandillas a cada lado, con un electrodo que atravesara el panel. Un pequeño motor eléctrico, quizá utilizando una mínima parte de la producción del propio panel, accionaría un sistema de correas para mover el electrodo de un extremo a otro del panel, haciendo que todo el polvo se desprenda. Todo el proceso podría automatizarse o controlarse a distancia. Como alternativa, se podrían colocar tiras finas de material transparente conductor de forma permanente sobre el panel, eliminando la necesidad de piezas móviles.

Al eliminar la dependencia del agua transportada en camiones, al eliminar la acumulación de polvo que puede contener compuestos corrosivos y al reducir los costes operativos generales, estos sistemas tienen el potencial de mejorar significativamente la eficiencia y la fiabilidad general de las instalaciones solares.

Más información: www.science.org (texto en inglés).

Vía mit.edu