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Paneles solares autolimpiantes
Uno de los mejores lugares para colocar un panel solar es el desierto, donde hace sol. Pero los desiertos también son polvorientos, lo que significa que los paneles deben lavarse con frecuencia para que el polvo no les impida capturar la luz solar. La nueva tecnología podría proporcionar una solución, dejando que los paneles solares se limpien solos.
Tormenta del Desierto: Las nubes de polvo como esta en el Golfo Pérsico pueden cortar la producción de energía solar si se acumula polvo en los paneles. La nueva tecnología que limpia el polvo podría ayudar.
La tecnología se desarrolló para futuras misiones de rover a Marte, pero podría funcionar aquí en la Tierra para mantener los paneles solares funcionando a su máxima capacidad. Utiliza carga electrostática para repeler el polvo y empujarlo hacia los bordes de los paneles. Puede eliminar el 90 por ciento del polvo de un panel solar en un ciclo de dos minutos, dice Malayo Mazumder , profesor de investigación de la Universidad de Boston que dirigió el trabajo. La tecnología se describió esta semana en la reunión de la American Chemical Society en Boston.
El polvo que se acumula en los paneles solares y bloquea la luz puede paralizar los rovers en la Luna o Marte. Los rovers Spirit y Opportunity Mars duraron más de lo esperado porque ocasionales ráfagas de viento han despejado sus paneles. Pero es posible que no tengamos suerte todo el tiempo, dice Rao Surampudi, un monitor de proyecto en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. De hecho, la misión del rover Mars Pathfinder en la década de 1990 no se benefició de tales vientos.
El polvo también ha asolado las instalaciones solares en la Tierra. Por ejemplo, las tormentas de polvo han reducido la producción de energía en un 40 por ciento en una gran planta de energía solar de 10 megavatios en los Emiratos Árabes Unidos. Lavar los paneles puede llevar mucho tiempo o requerir una automatización costosa, y se necesita mucha agua, un recurso precioso en el desierto. Con esta nueva tecnología, los paneles solares se pueden limpiar automáticamente sin agua ni mano de obra, dice Mazumder.
El sistema aprovecha el hecho de que la mayoría de las partículas de polvo, particularmente en ambientes secos, tienen carga eléctrica. Un material de electrodo transparente, como el óxido de indio y estaño, suministra una corriente alterna a la superficie superior del panel. A medida que oscila entre tener carga positiva y negativa, crea un campo eléctrico que repele las partículas cargadas positiva y negativamente. El campo eléctrico también ayuda a impartir una carga a las partículas de polvo no cargadas, lo que les permite ser repelidas rápidamente cuando entran en contacto con el panel. Los investigadores han diseñado el sistema para que el campo eléctrico se abra camino de un lado del panel solar al otro, moviendo gradualmente el polvo hasta que se caiga.
El sistema no consume mucha energía; la corriente eléctrica es pequeña y, por lo general, solo necesita estar encendida entre dos y cinco minutos al día, dice Mazumder. El sistema podría incluir un sensor para determinar cuándo es necesario limpiar el panel. La tecnología no funciona si el polvo se moja y se embarra, por lo que debería activarse para eliminar el polvo antes de que llueva, dice Mazumder.
La tecnología de Mazumder es uno de los dos enfoques que la NASA ha financiado para limpiar los paneles solares. El otro hace vibrar todo el panel para sacudir el polvo. Todavía no está claro cuál resultará más práctico para las misiones espaciales, dice Surampudi, quien supervisó la investigación de ambas técnicas de limpieza del polvo. Usar vibraciones es más simple y requiere menos modificaciones en el panel solar, dice. Pero no elimina las partículas finas tan bien como el enfoque del campo eléctrico. Para aplicaciones terrestres, la tecnología de Mazumder tendrá que competir con otros enfoques potenciales para limpiar las células solares sin usar agua, como soplar aire sobre ellas o agregar una capa antiadherente.
La tecnología de campo eléctrico podría resultar simple de producir, dice Mazumder, porque muchos fabricantes de energía solar ya tienen equipos para depositar electrodos transparentes, que generarían los campos eléctricos, en los paneles. Él dice que el siguiente paso es determinar si será posible cumplir con el objetivo de los investigadores de mantener los costos de fabricación por debajo del 1 por ciento del costo total del panel solar. Pero el valor del sistema dependerá de la cantidad de polvo que se acumulen los paneles solares en diferentes ubicaciones. El lavado convencional con agua, por ejemplo, funciona lo suficientemente bien para una gran colección de sistemas de paneles solares en la azotea operados por Southern California Edison, dice la empresa de servicios públicos.