Los paneles solares son capaces de producir una notable cantidad de electricidad, pero para rentabilizar la inversión debemos mantenerlos limpios y en buenas condiciones. Un estudio recientemente publicado así lo confirma.
La energía solar tiene un gran potencial para la generación de energía e integración en el diseño de edificios, ya que es una fuente de energía fácilmente accesible y completamente limpia.
Los paneles fotovoltaicos (PV) pueden convertir la energía solar directamente en electricidad, pero es importante tener en cuenta que el ángulo de inclinación ideal varía según el entorno del lugar.
Además, la eficiencia de los paneles fotovoltaicos se ve fuertemente influenciada por varios parámetros, como el clima, la latitud, el tiempo de funcionamiento y variables atmosféricas como el polvo y la suciedad.
La electricidad generada mediante el uso de paneles fotovoltaicos ha aumentado rápidamente en los últimos años y, a finales de 2021, alcanzó los 942 millones de kilovatios (kW), un aumento del casi el 23 % con respecto al año anterior.
Las regiones con un clima árido desértico, altas temperaturas, altos registros de radiación solar y presencia de polvo y arena son las más adecuadas para la instalación de paneles solares fotovoltaicos.
Sin embargo, cuando se acumula polvo en ellos, actúa como un escudo, lo que potencialmente impide la absorción de energía solar. Además, dado que los paneles solares se utilizan al aire libre durante un período prolongado de tiempo, se acumulan algunas fuentes de partículas, como la arena, los contaminantes atmosféricos y las deposiciones de aves, en la superficie del panel.
La suciedad reduce la producción de electricidad en paneles solares
Diversos estudios han demostrado que la acumulación de polvo y partículas en los paneles fotovoltaicos reduce la eficiencia de generación de energía. La acumulación de polvo también puede ser afectada por factores como la temperatura, la humedad, la lluvia y el viento.
Además del polvo, otros factores como la contaminación, las deposiciones de aves, las emisiones agrícolas y de motores, las algas y los hongos pueden contribuir a la acumulación de suciedad en los paneles solares.
La suciedad no sólo reduce la cantidad de energía producida por los sistemas alimentados por energía solar, sino que también aumenta los costes de funcionamiento y mantenimiento anuales en cierta medida.
Un estudio analiza la influencia de la suciedad en los paneles solares
Para abordar esta problemática, científicos del Instituto Vellore de Tecnología han realizado un estudio que examina el rendimiento de los paneles solares fotovoltaicos en diferentes ángulos de inclinación cuando están expuestos a diferentes tipos de arena y polvo.
Se centra en las variaciones de potencia, eficiencia de los paneles y la correspondiente pérdida de eficiencia debido a la acumulación de suciedad en condiciones de laboratorio.
En este trabajo, se evaluó la influencia de siete tipos diferentes de muestras en la eficiencia energética: tierra negra, tierra desértica, tierra roja, tierra aluvial, tierra laterítica (arena con alta concentración de óxidos de hierro y aluminio), polvo de carbón y deposiciones de aves.
Estas muestran quedaron dispersas en el panel fotovoltaico (PV) con pesos de 10, 20, 30, 40 y 50 gramos.
Los principales hallazgos de este estudio, que empleó un simulador fotovoltaico solar para condiciones interiores en cuanto a la variación de potencia, eficiencia y pérdida de eficiencia de los paneles solares PV, son los siguientes:
- Las propiedades físicas de las muestras desempeñan un papel importante en la determinación de la eficiencia de los paneles solares. Se determinó que las deposiciones de aves y el polvo de carbón mostraron la mayor y la menor influencia en el rendimiento térmico respectivamente, independientemente del ángulo de inclinación.
- Se observó una disminución máxima de potencia de 3,43 W a 0,63 W en el caso de las deposiciones de aves cuando el peso aumenta de 10 a 50 g. En consecuencia, se observó una disminución mínima de potencia de 4,75 W a 4,30 W para el polvo de carbón cuando se varía la concentración de la muestra de 10 a 50 g. Para el ángulo de inclinación de 12,91 grados, el cambio siguió la misma tendencia que para el ángulo de inclinación de 0 grados.
- La eficiencia del panel solar siguió la misma tendencia que la variación de potencia. Se encontró que las deposiciones de aves tienen una disminución de eficiencia del 2,9 % al 0,5 % en presencia de 10 y 50 g, respectivamente; el polvo de carbón presenta el menor cambio de eficiencia, con un 4,1% y un 3,7%, y se encontró que el ángulo de inclinación tiene un impacto menor en la eficiencia del panel.
- La mayor y la menor pérdida de eficiencia se observaron en el caso del polvo de carbón y las deposiciones de aves, y se encontró que fueron del 1,45 % al 10,47 % y del 31,25 % al 86,53 %, respectivamente, en presencia de 10 g y 50 g de las muestras, con un impacto menor debido al ángulo de inclinación.
- El orden, de menor a mayor impacto en la variación de la disminución de potencia, es: polvo de carbón, arena aluvial, arena negra, arena laterítica, arena roja, arena desértica y deposiciones de aves.
En general, es esencial destacar que las deposiciones de aves tienen una influencia importante en la eficacia de los paneles fotovoltaicos en regiones calientes y secas. En contraste, el polvo de carbón representa el mejor escenario, ya que se revela un efecto mínimo.
Esta simulación experimental se llevó a cabo en Vellore, Tamil Nadu, India, que se encuentra en una región caliente y seca. Por tanto, los resultados sólo pueden generalizarse para regiones climáticas de similares características.
