Suele decirse que instalar sistemas fotovoltaicos para obtener electricidad a partir de la luz solar, tiene grandes beneficios: empelas energía sustentable y disminuyes el gasto económico en energía eléctrica. Eso sin olvidar que tienen una larga vida útil y son casi libres de mantenimiento… ¿o no? La verdad es que esto último no es del todo cierto, sobre todo en regiones con escasa lluvia donde existe un gran enemigo: el polvo.
La deposición natural de polvo y suciedad sobre las superficies captadoras de luz produce pérdidas relevantes en la generación de energía, por ello cuanto más a menudo se limpien los paneles, mejores niveles de producción que se logran. Pero el costo de las operaciones de limpieza pueden acabar con la rentabilidad económica del sistema. Limpiar implica invertir horas-hombre y recursos como agua, que pueden ser escasos en determinadas regiones. Tal es el caso de Aguascalientes y la región central de México.
Surge entonces una interesante pregunta cuando se cuenta con paneles fotovoltaicos: ¿cada cuánto tiempo los debo limpiar? Responder a esta pregunta no es algo trivial. De hecho, los investigadores en energía fotovoltaica actualmente derrochan esfuerzos para desarrollar modelos adecuados y los estudios sobre suciedad en los paneles fotovoltaicos se publican en revistas científicas de alto impacto.
La investigación en Aguascalientes
Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Panamericana, campus Aguascalientes, obtuvieron financiación en la convocatoria Fondo Fomento a la Investigación 2017 de la Universidad Panamericana, con el proyecto“Estudio experimental de la degradación en potencia de los módulos fotovoltaicos bajo condiciones de suciedad en México central” (UP-CI-2017-ING-AGS-01), cuyo objetivo fue medir las pérdidas por suciedad de los paneles fotovoltaicos en la región de Aguascalientes.
Con la ayuda de un dispositivo experimental se pudo cuantificar la velocidad de ensuciamiento de los paneles en la estación seca, que en Aguascalientes abarca la mayor parte del año. Los doctores Pedro Manuel Rodrigo Cruz y José Sebastián Gutiérrez Calderón, junto con el ingeniero Fernando Dávalos Hernández, miembros de la Facultad de Ingeniería de la UP, campus Aguascalientes, en colaboración con los doctores Eduardo F. Fernández y Leonardo Micheli(Centro de Estudios Avanzados en Energía y Medioambiente de la Universidad de Jaén, España), han desarrollado en este proyecto modelos que, a partir de los datos experimentales, permiten planificar de manera óptima el mantenimiento de una instalación fotovoltaica en México central.
Los modelos se basan en minimizar el costo nivelado de la energía (levelized cost of energy, LCOE) de las instalaciones fotovoltaicas, ajustando la periodicidad de las tareas de limpieza en las diferentes épocas del año. Como principal resultado, para las instalaciones típicas de la región, se puede recomendar una limpieza de los paneles cada 30 días en la estación seca, mientras que en la estación de lluvias no es necesario el mantenimiento. Con esta programación, las pérdidas anuales de energía por suciedad son aproximadamente del 3%, y el balance costo-beneficio de las operaciones de limpieza resulta óptimo.
Hasta el momento no existían estudios similares en México. Este tipo de estudios tienen alto impacto para la industria fotovoltaica, debido a las pérdidas millonarias que la suciedad puede ocasionar en grandes plantas de producción. De igual manera, los resultados son aplicables a pequeñas instalaciones domésticas e industriales para lograr un tiempo de retorno de la inversión lo más reducido posible.
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