Estudian impacto negativo del polvo y la suciedad en la generación solar

PSDALa generación solar tanto fotovoltaica como térmica de concentración, tienen en el polvo y la suciedad un enemigo tan potente, que incluso, puede frenar la viabilidad de millonarios proyectos o disminuir la vida útil de las plantas funcionamiento.

Precisamente para investigar como el polvo y la suciedad generados en el Desierto de Atacama impactan técnica y económica en esas tecnologías, el Gobierno Regional de Antofagasta, mediante el Fondo para la Competitividad Regional (FIC-R), destinó recursos por 359 millones de pesos para que científicos del Centro de Desarrollo Energético de la Universidad de Antofagasta (CDEA) desarrollarán un amplio estudio sobre el tema.

Director del proyecto es el doctor Aitor Marzo quien señala que uno de los principales beneficios que se obtendrán al terminar la investigación, será definir nuevos protocolos de mantenimiento que permitan maximizar la disponibilidad y vida útil de las instalaciones, lo cual, conlleva un impacto positivo en cuanto a inversiones.

Para conocer más sobre esta interesante iniciativa, conversamos con el investigador, quien por estos días y debido a la contingencia, se encuentra en la zona de Almería, España.

¿Por qué es importante investigar a fondo el daño que causan el polvo y la suciedad en las tecnologías solares?

Porque estos elementos depositados sobre las superficies de las distintas tecnologías solares, disminuyen la cantidad de luz solar (radiación) que puede llegar a los sistemas de transformación de energía, es decir, se disminuye la eficiencia con la que éstas transforman la energía solar en energía útil.

A pesar de la proliferación de estudios surgidos en los últimos años, en los que el CDEA-UA ha tenido el papel principal, aún faltan concretar los protocolos de mantenimiento de las plantas solares en el Desierto de Atacama. Si dichos protocolos se realizan de manera inadecuada, pueden generar pérdidas económicas.

Así, por ejemplo, una falta de limpieza reducirá la generación de energía, pero una limpieza en exceso generará sobrecostos en los gastos de operación de las plantas. Igualmente, el empleo de materiales inadecuados puede provocar una limpieza ineficiente.

¿Cómo se mide el efecto que causa el polvo en los paneles, cuánto puede bajar su rendimiento?

Para cuantificar el efecto del polvo en los sistemas solares, el proyecto ha establecido la medida de los cambios en las propiedades ópticas de cristales y espejos, así como la medida del PR (coeficiente de desempeño). Ambas metodologías permitirán estudiar las perdidas por ensuciamiento en las plantas solares a lo largo del tiempo y en función de la cantidad de material depositado. También se considera el análisis de la composición fisicoquímica del material depositado, lo cual, ayudará a definir las metodologías de limpieza en función de éstos.

¿Cuál de las dos tecnologías consideradas (fotovoltaica o de concentración) es la más afectada por el polvo y la suciedad?

La forma en que las tecnologías PV y CSP transforman la energía solar en energía útil es diferente y, por lo tanto, también como les afecta la suciedad. Aunque la comparación entre ambas en este contexto está un poco fuera de lugar, ya que ambas pueden tener diferentes aplicaciones, por lo general, la suciedad afecta más a las tecnologías de espejos (CSP).

La presencia de polvo no solo atenúa parte de la radiación incidente sobre los espejos, sino que además desvía parte de esa radiación, lo que hace difícil dirigir todos los rayos al lugar de enfoque, donde está el receptor del sistema. Por otro lado, la tecnología fotovoltaica no está exenta de la influencia negativa de la suciedad sobre los cristales del módulo, pero casi la totalidad de la radiación que pasa a través de ellos, es captada por las fotoceldas.

¿El proyecto entregará información útil para las futuras inversiones en el área solar de la Región de Antofagasta?

Estudiamos las tres zonas climatológicas diferentes y de alto interés para las tecnologías solares; costera, depresión intermedia y altiplánica. Estas zonas tienen diversos potenciales y variables medioambientales que pueden afectar a la deposición y composición del polvo depositado en las superficies de las tecnologías solares.

Las zonas del desierto interior, se caracterizan por tener los mayores niveles de radiación solar del planeta. Por este motivo, la gran industria solar internacional ha fijado sus ojos en el Desierto de Atacama. Como campo de pruebas tenemos la Plataforma Solar del Desierto de Atacama (PSDA), fundada y operada por el CDEA-UA.

La PSDA es una de las pocas plataformas de ensayo de tecnologías solares en zonas desérticas existentes en el mundo, siendo un lugar privilegiado para este tipo de estudios, por el lugar, la instrumentación disponible, la variedad de tecnologías solares y la calidad de los técnicos y científicos que en ella trabajan. Por otro lado, ya disponemos de una estación portátil lista para comenzar la campaña de medidas en una empresa fotovoltaica ubicada en la zona altiplánica.

¿El nuevo conocimiento también será útil para la zona costera, donde están los núcleos urbanos?

La zona costera se caracteriza por tener un clima desértico con nublados abundantes y menor recurso solar, por lo que es de bajo interés para la instalación de grandes plantas solares. Sin embargo, en la zona costera vive el 68% de la población de la Región y, por lo tanto, los resultados obtenidos serán de gran interés para usuarios domésticos y pequeñas empresas de tecnología solar para uso domiciliario o a pequeña escala.

Finalmente ¿cuándo comenzarán a tener los primeros resultados de la investigación?

Aún es pronto para tener resultados concluyentes y realizar la transferencia tecnológica. Recién comenzó la campaña de mediciones, que durará un año. Por el momento sólo disponemos de los análisis preliminares del estado cero de las tecnologías (vidrios y espejos), un par de meses de exposición y análisis previos de la composición fisicoquímica del material que se encuentra en la zona. Por lo tanto, aún estamos a la espera de tener resultados concluyentes.

No obstante, estamos organizando un webinar al que serán invitados representantes de la gobernación, sector industrial y pymes de la región, así como la ciudadanía en general, para presentar más detalladamente, los primeros resultados obtenidos y los impactos que tendrá el proyecto.

Colaboración

Se debe destacar que en este proyecto también participan como asociados externos el programa ATAMOSTEC que es financiado por CORFO y PVcastsoil, financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad del Gobierno Español. También se cuenta con la colaboración de investigadores del Instituto Nacional de la Energía Solar francés (INES), de la Universidad de Almería, de la Universidad de Huelva y del Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales Y Tecnológicas (CIEMAT), todos ellos centros españoles, así como el Solar Energy Research Center (SERC-Chile).

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