Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts han desarrollado un sistema que puede funcionar a una tensión de unos 12 V, con una tasa de recuperación del 95% de la energía perdida tras la limpieza sin agua.

Sistema de limpieza fotovoltaica sin agua basado en la repulsión electrostática.

Imagen: Massachusetts Institute of Technology

Científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts han desarrollado un prototipo de sistema de limpieza de módulos solares a escala de laboratorio que utiliza la repulsión electrostática para hacer que las partículas de polvo se desprendan y prácticamente salten de la superficie de los paneles.

Describieron el sistema en “Electrostatic dust removal using adsorbed moisture-assisted charge induction for sustainable operation of solar panels“, publicado recientemente en Science Advances. Se trata de un dispositivo capaz de “cargar activamente” las partículas de polvo e impartir una fuerte fuerza culombiana para la repulsión del polvo.

“Nuestro enfoque supera las limitaciones anteriores que se producen debido a la dependencia de una fuerza dielectroforética/triboeléctrica relativamente débil y de corto alcance, y elimina el problema del cortocircuito eléctrico”, explicaron los científicos.

El sistema sin agua puede funcionar automáticamente mediante un motor eléctrico y se activa con un electrodo colocado en la superficie del módulo. La carga eléctrica que libera repele las partículas de polvo de los paneles. El electrodo inferior consiste en una placa de vidrio recubierta con una capa transparente y conductora de 5 nm de óxido de zinc dopado con aluminio (AZO), mediante deposición de capas atómicas (ALD). Es móvil para evitar el sombreado y se mueve a lo largo del panel durante la limpieza con un mecanismo de motor paso a paso de guía lineal.

El sistema puede funcionar con una tensión de unos 12 V. Los investigadores afirman que puede recuperar el 95% de la energía perdida tras la limpieza para tamaños de partículas superiores a unos 30 μm.

“Utilizamos polvo de prueba de Arizona (fracciones de polvo de prueba intermedias y diversas de Powder Technology Inc.), también conocido como polvo de sílice cristalina, cuya composición química emula la de las partículas de polvo mineral típicas del desierto en nuestros experimentos”, dijeron los investigadores.

Uno de los investigadores, Sreedath Panati, dijo que el grupo realizó experimentos con distintos niveles de humedad, del 5% al 95%. “Mientras la humedad ambiental sea superior al 30%, se pueden eliminar casi todas las partículas de la superficie, pero a medida que la humedad disminuye, se hace más difícil”, dijo Panati.

Las simulaciones demostraron que el consumo de electricidad del dispositivo es insignificante.

“No hay flujo de corriente entre los electrodos superior e inferior y, por tanto, no hay consumo de energía eléctrica. El único modo de consumo de energía es el asociado a la traslación del electrodo móvil”, dijeron, y señalaron que podrían conseguirse más reducciones de costes reduciendo aún más el grosor del recubrimiento del electrodo.

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