La acumulación de polvo en los paneles solares o los espejos puede reducir la producción hasta en un 30% en solo un mes, por lo que su limpieza es esencial. Actualmente, se utilizan alrededor de 38.000 millones de litros de agua al año y pueden producir daños en la superficie de los paneles, reduciendo su eficiencia. Para evitar estos inconvenientes y reducir el consumo de agua, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT) ha desarrollado un sistema de limpieza automático sin contacto y sin agua para los paneles solares.
Los investigadores realizaron unas pruebas que demostraron que la caída de la producción de energía de los paneles ocurre abruptamente al comienzo del proceso de acumulación de polvo y puede alcanzar fácilmente una reducción del 30% después de solo un mes sin limpieza, además de sufrir una reducción del 1% en la energía para una instalación solar de 150 megavatios. Asimismo, la limpieza del agua representa alrededor del 10% de los costos operativos de las instalaciones solares.
El nuevo sistema, desarrollado por el MIT, podría reducir potencialmente estos costos al tiempo que mejora la producción de energía general al permitir limpiezas automatizadas más frecuentes. Para ello, el sistema solo requiere de un electrodo, que puede ser una simple barra de metal, que pasa sobre el panel produciendo un campo eléctrico que imparte una carga a las partículas de polvo a medida que avanza.
Una carga opuesta aplicada a una capa conductora transparente de solo unos pocos nanómetros de espesor depositada en la cubierta de vidrio del panel solar repele las partículas. Al calcular el voltaje correcto para aplicar, los investigadores pudieron encontrar un rango de voltaje suficiente para superar la atracción de la gravedad y las fuerzas de adhesión, que hacen que el polvo se levante.
Pruebas del sistema
Usando muestras de polvo de laboratorio especialmente preparadas con una variedad de tamaños de partículas, los experimentos demostraron que el proceso funciona de manera efectiva en una instalación de prueba a escala de laboratorio. Las pruebas mostraron que la humedad en el aire proporcionaba una fina capa de agua sobre las partículas, lo que resultó ser crucial para que el efecto funcionara.
Las pruebas se realizaron con diferentes humedades abarcando del 5% al 95%. Los investigadores determinaron que con una humedad ambiental superior al 30%, se puede eliminar casi todas las partículas de la superficie, pero cuando la humedad disminuye, se vuelve más difícil.
En la práctica, a escala, cada panel solar podría equiparse con rieles a cada lado, con un electrodo que se extienda a lo largo del panel. Un pequeño motor eléctrico impulsaría un sistema de correa para mover el electrodo de un extremo del panel al otro, haciendo que todo el polvo se caiga. Todo el proceso podría automatizarse o controlarse de forma remota.