Los investigadores del Laboratorio de Sandia han instalado paneles fotovoltaicos en Oliktok Point, Alaska, uno de los pocos lugares accesibles dentro de los Estados Unidos por encima del Círculo Polar Ártico. El objetivo es comprender mejor la generación solar en entornos extremos y remotos, incluido el norte del Círculo Polar Ártico, donde la sensación térmica puede caer a menos 70 grados Fahrenheit y las estructuras están cubiertas de hielo la mayor parte del año.
La región del Ártico tiene estaciones de medición limitadas para realizar investigaciones. Por lo tanto, según los investigadores, seleccionar un lugar de prueba que experimente un clima ártico brutal y condiciones costeras adversas es vital para comprender la amplia gama de factores ambientales que soportarán los paneles fotovoltaicos.
Energía solar en el Ártico
El pasado mes de septiembre, Sandia instaló un pequeño sistema fotovoltaico de 4,3 kilovatios encima de un contenedor de almacenamiento en Oliktok Point. Los nuevos módulos fotovoltaicos son bifaciales, o fotoactivos por ambas caras, un diseño que permite que la radiación solar llegue a las celdas fotovoltaicas por un lado y la luz reflejada llegue también al lado opuesto de las mismas celdas. Como resultado de recibir luz en ambos lados, los módulos bifaciales pueden producir entre un 15% y un 50% más de energía, según la cantidad de reflectividad y el tipo de celda solar.
Los módulos bifaciales producen las mayores ganancias de energía cuando la reflexión de la radiación solar circundante es alta, como es típico en un día soleado en entornos nevados.
Los datos recopilados en Oliktok Point rastrearán esas ganancias diarias de energía y ayudarán a desarrollar modelos predictivos de rendimiento energético basados en el ángulo de inclinación y la orientación de los módulos solares.
Experiencia en investigación fotovoltaica
Sandia tiene más de 50 años de experiencia en investigación fotovoltaica con un trabajo que incluye décadas de evaluaciones de confiabilidad al aire libre, modelado de rendimiento y desarrollo de metodologías de caracterización y validación para sistemas y componentes en campo. No obstante, se necesita investigación adicional para comprender las tensiones climáticas que afectan el rendimiento y la confiabilidad fotovoltaica en latitudes altas con clima extremo, donde se carece de estudios de campo.
El equipo espera que su investigación respalde el crecimiento de la energía solar en Alaska y otros climas del norte al demostrar que la energía solar es una fuente de energía viable, incluso en climas extremadamente fríos con sol limitado o sin sol en invierno.
Además, los datos de Oliktok Point cuantificarán qué diseños y tecnologías de sistemas son más eficientes en los entornos del norte, lo que permitirá el despliegue de sistemas fotovoltaicos optimizados para el clima. Los investigadores apuntan que estos hallazgos serán muy beneficiosos para las comunidades remotas que ahora dependen en gran medida de los generadores diésel y para los puestos militares estadounidenses, para quienes la garantía energética es fundamental.