Técnica de caracterización del color para BIPV

Investigadores suizos han desarrollado una novedosa técnica de caracterización del color para sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV, por sus siglas en inglés).

El método, denominado colorímetro de iluminación de gran superficie (LAI), utiliza un espectrómetro de fibra óptica y una iluminación de gran superficie. Con ello, puede superar los problemas de las técnicas de caracterización del color existentes, que tienen dificultades para determinar con precisión el color cuando éste se encuentra detrás de una capa transparente, como un laminado solar fotovoltaico.

“Actualmente estamos trabajando en la mejora del método mediante el ensayo de fuentes de luz y el diseño de un dispositivo portátil para caracterizar el color de los módulos BIPV”, explica a pv magazine el autor correspondiente, Alejandro Borja Block. “Estamos estudiando las fuentes de luz y los procedimientos de calibración, y proponiendo una herramienta portátil adecuada”.

El novedoso método LAI utiliza un espectrómetro de fibra óptica para detectar señales de caracterización del color. Se colocó en un ángulo de 45 grados respecto a las muestras y a 7 mm por encima de su cara posterior. Como las mediciones dependen de la iluminación, la zona iluminada debe ser mayor que el punto de medición. Para ello, los investigadores utilizaron una lámpara difusa con una señal de espectro visible similar a D65, que corresponde aproximadamente a la luz media del mediodía en Europa occidental y septentrional.

Para demostrar la utilidad del nuevo método, los científicos midieron las diferencias en la medición del color entre láminas de color sin vidrio y con espesores de vidrio de 3,2 mm y 6,4 mm. Lo hicieron con ocho tipos distintos de láminas, desde las blancas de alta reflectancia hasta las arcillosas de baja reflectancia. A continuación, compararon las diferencias detectadas por el nuevo método con las detectadas por las técnicas de caracterización del color existentes: un escáner, un colorímetro portátil y un espectrómetro de esfera integrado.

“Estos dispositivos producen mediciones precisas de reflectancia cuando las muestras investigadas se colocan en la apertura de la esfera integradora o del colorímetro”, subrayaron. “En el caso de los módulos fotovoltaicos integrados, la capa frontal se basa en vidrio de varios milímetros de grosor, lo que crea artefactos de medición. Los dispositivos mencionados envían una sonda de luz a través de su abertura para procesar la señal. Se observa una reducción de la reflectancia debido al grosor de la capa transparente”.

Según sus conclusiones, cuando se utiliza el método LAI, la señal sólo disminuye ligeramente al cambiar la muestra de lámina libre a lámina acristalada. En comparación, y con las mismas muestras, se observa una gran reducción de la reflectancia con el espectrómetro de esfera integrada y el colorímetro portátil. Por ejemplo, mientras que el colorímetro portátil comercial había medido el cambio de color en 57, los resultados del LAI fueron de sólo 3.

Además, los científicos también descubrieron que las máquinas de escáner estándar no pueden evaluar con precisión los colores de los módulos fotovoltaicos porque la luz queda atrapada en el cristal. “Las mediciones que comparan las técnicas de caracterización indican que el colorímetro LAI funciona mucho mejor que las soluciones disponibles en el mercado en términos de precisión”, destacó el grupo de investigación.

Sus hallazgos se presentaron en “Accurate color characterization of solar photovoltaic modules for building integration” (Caracterización precisa del color de módulos solares fotovoltaicos para la integración en edificios), publicado en Solar Energy. Los científicos proceden de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y del Centro Suizo de Electrónica y Microtecnología (CSEM).