Un grupo de investigación en Marruecos desarrolló un sistema innovador de limpieza de paneles solares que utiliza tecnología de película transparente rodante para eliminar de manera eficiente el polvo y los excrementos de aves.
El sistema, que ya cuenta con patente, representa un avance en la automatización del mantenimiento de paneles solares. El equipo planea integrar sistemas de monitoreo e inteligencia artificial (IA) en versiones futuras para permitir limpieza y mantenimiento predictivos.
“Las futuras líneas de investigación incluyen aplicar aprendizaje automático para optimizar los programas de limpieza según las condiciones ambientales, adoptar un enfoque de gemelo digital para el mantenimiento predictivo e integrar funciones de mejora del rendimiento”, explicaron los investigadores. “Los algoritmos de aprendizaje automático optimizarán los calendarios de limpieza, mientras que el enfoque de gemelo digital mejorará las capacidades de mantenimiento predictivo”.
En el núcleo del diseño se encuentra una película transparente y flexible que permite más del 95 % de transmisión de luz y soporta temperaturas de hasta 93 °C. En el prototipo, la película mide 50 × 200 cm, tiene un grosor de 2 mm y un peso de 1,4 kg. La película se desplaza continuamente sobre la superficie del panel, impulsada por dos ejes, para eliminar polvo y residuos. Un cepillo en espiral situado en la parte inferior mantiene el contacto con la película, aplicando presión constante durante la limpieza.
Los investigadores diseñaron el sistema para integrarse sin dificultad en las estructuras de montaje fotovoltaico existentes. En sus experimentos, lo probaron en un panel fotovoltaico policristalino de 48 cm × 35 cm × 1,7 cm, que entregó una potencia máxima de 17,2 V y 1,17 A en condiciones de prueba estándar. El voltaje de circuito abierto del panel fue de 21,2 V y la corriente de cortocircuito de 1,28 A, con un rango de temperatura de funcionamiento entre 40 °C y 85 °C.
Para el control, el equipo utilizó una placa STM32F429, elegida por su equilibrio entre capacidad de procesamiento, periféricos integrados y eficiencia de costos en entornos difíciles. La placa activa de forma autónoma los motores durante 20 segundos cada mañana, basándose en los niveles de humedad y radiación solar. El motor de la película gira lentamente a una vuelta por segundo para asegurar una limpieza completa, mientras que el motor del cepillo gira más rápido, a seis vueltas por segundo.
El prototipo tuvo un costo total de 386 dólares, con los componentes eléctricos representando aproximadamente el 75 % del total. Los sensores de corriente y voltaje costaron cada uno 70 dólares, y un convertidor CC-CC costó 122,30 dólares. El 25 % restante cubrió las partes mecánicas, incluidos varillas metálicas y paneles fotovoltaicos. El equipo estima que los componentes electrónicos durarán entre 8 y 12 años en condiciones áridas de operación.
“El sistema propuesto de limpieza con película transparente rodante se comparó con las tecnologías existentes de limpieza fotovoltaica para evaluar sus ventajas y limitaciones”, concluyeron los investigadores. “El análisis muestra que el sistema resulta más rentable que los métodos actuales, especialmente en climas áridos”.
El sistema fue presentado en el artículo “A novel solar panel cleaning system for improved efficiency” (Un nuevo sistema de limpieza de paneles solares para mejorar la eficiencia), publicado en Unconventional Resources. En el estudio participaron investigadores de la Plataforma de Investigación Green Energy Park de Marruecos, del Centro de Excelencia en Química Aplicada e Ingeniería y del Laboratorio de Ciencias Aplicadas y Tecnologías Innovadoras.
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