Investigadores de la Universidad Tecnológica de Michigan (Estados Unidos) y la Escuela de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Aalto de Finlandia han elaborado una serie de pautas de diseño para construir módulos flexibles de película delgada para aplicaciones en instalaciones fotovoltaicas flotantes que están en contacto directo con el agua.
“Este tipo de diseño es extremadamente simple, rentable y potencialmente más adecuado para entornos acuáticos desafiantes”, dijeron los científicos. “Por lo tanto, existe la oportunidad de desarrollar un diseño que incorpore módulos fotovoltaicos flexibles disponibles comercialmente para su uso en un método de fabricación open source de FV flotante en el mercado secundario”.
El diseño especial del panel se puede aplicar a tres tipos de materiales flotantes, incluidos neopreno, mincell y polietileno. Los científicos eligieron el neopreno por su buena resistencia al agua. Mincell también tiene una excelente resistencia al agua, pero también es considerablemente más barato que el neopreno. En cuanto al polietileno, se descubrió que es la forma más rentable de aumentar la flotabilidad, pero puede tener algunos problemas con la susceptibilidad al agua.
“Los paneles fotovoltaicos se despegan y pegan y estas espumas se adhieren a los paneles”, explicaron los científicos. Dijeron que la primera prueba se realizó con laminados solares a base de silicio amorfo producidos por el fabricante estadounidense Unisolar. “Esta conversión es posible uniendo espuma a la parte posterior de los módulos”. Cortaron tres tipos de espuma al ancho de los módulos fotovoltaicos y luego en tiras de 50 mm. Luego utilizaron tiras de lona para unir los paneles y los ojales, con el fin de asegurar la instalación flotante al sistema de amarre.
Los cables del módulo se soldaron y cubrieron con tubos retráctiles revestidos con adhesivo. “La capa adhesiva interna del termocontraíble de doble pared se derrite durante el calentamiento proporcionando un sello hermético”, dijeron los investigadores. Probaron tres prototipos en el Keweenaw Waterway en el Great Lakes Research Center (GLRC). “El GLRC suministró la boya, el ancla, la cuerda y el muelle”, dijeron los científicos, y agregaron que las mediciones de la temperatura de cada panel, el agua y el aire se tomaron a través de cinco sondas de temperatura a intervalos de 15 minutos.
Los científicos añadieron que las pruebas mostraron que los tres tipos de espuma son opciones factibles para lo que llamaron “fabricación prosumidor de posproducción” de FV flotante con módulos flexibles. “También ofrecen el potencial para que las empresas futuras vendan ‘fotovoltaica flotante en una caja’ al integrar el sistema con las estanterías flotantes”, dijeron.
“Desde este estudio preliminar, hemos probado el concepto en varios tipos de módulos flexibles”, dijo el investigador Joshua Pearce a pv magazine. “Un estudio ahora bajo revisión encontró un rendimiento significativamente mejor de la FV flexible basada en silicio cristalino”.
En los climas del norte, este enfoque tiene más sentido con proyectos a pequeña escala, como casas de verano, dijo, y señaló que los sistemas flotantes se pueden sacar fácilmente del agua durante el invierno y luego volver a desplegar en el verano. “Nuestro estudio muestra que los consumidores pueden fabricar el sistema flotante ellos mismos”, dijo, y señaló el mercado mucho más grande para la producción de FV flexible con soportes de espuma para acoplar la conservación del agua con la generación de electricidad solar a gran escala. “Creemos que hay una promesa increíble para que esta tecnología en las regiones áridas del mundo reduzca radicalmente las pérdidas por evaporación al mismo tiempo que reduce los costos de capital del sistema fotovoltaico,” agregó.
Los científicos describieron la técnica en “Distributed manufacturing of after market flexible floating photovoltaic modules”, que se publicó recientemente en Sustainable Energy Technologies and Assessments. “Este, sin embargo, fue un estudio muy preliminar limitado en cuanto al monitoreo exterior, el tamaño del sistema, los tipos de módulos fotovoltaicos y espumas estudiados, así como la ubicación y los tiempos de implementación”, dijo el grupo de investigación. Los investigadores dijeron que ahora están hablando con varias empresas de ingeniería que están considerando proyectos piloto a gran escala.
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