es.wedoany.com Noticia: Un estudio de medición de campo publicado por un equipo de investigación de la Universidad de Texas en El Paso (UTEP) muestra que los paneles de células solares ubicados cerca del campo de dunas de yeso blanco en Alamogordo, Nuevo México, experimentaron solo una pérdida de potencia por acumulación de polvo extremadamente baja del 2% al 3% después de 22 eventos evidentes de viento con arena. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Atmosphere.
El estudio indica que los vientos predominantes del sur al suroeste en la región, junto con ráfagas de alta velocidad que soplan directamente hacia el conjunto fotovoltaico, forman un mecanismo de limpieza pasiva eficiente. Este proceso natural elimina continuamente las partículas gruesas y resuspende las partículas finas en la superficie de los módulos, eliminando así la necesidad de una limpieza manual frecuente e intensiva en mano de obra, lo que puede ahorrar a los desarrolladores regionales importantes gastos operativos y de mantenimiento a largo plazo.
Esta investigación de campo se llevó a cabo en la Instalación Nacional de Investigación de Desalinización de Agua Subterránea Salobre (BGNDRF) de la Oficina de Recuperación de EE. UU., ubicada en el norte del desierto de Chihuahua, y evaluó módulos fotovoltaicos de silicio monocristalino (m-Si) que operan en condiciones ambientales reales. Los científicos utilizaron análisis de difracción de rayos X en polvo (PXRD) para analizar el material raspado directamente del vidrio de los módulos, encontrando variaciones estacionales significativas en la mineralogía.
Los resultados del análisis muestran que, en otoño, el cuarzo domina el polvo acumulado, con una concentración superior al 76%; en primavera, la calcita se convierte en el componente principal, representando entre el 48% y el 60% de la masa. Las muestras recolectadas mediante métodos de extracción en seco contienen grandes cantidades de yeso, entre el 23% y el 49%, lo que confirma el transporte atmosférico directo de polvo mineral desde el cercano Parque Nacional de las Dunas Blancas.
El estudio señala que, en comparación con los suelos estándar del desierto oscuro, el polvo de yeso tiene una menor absorción de luz y una mayor capacidad de dispersión de la luz. Por lo tanto, la composición única del polvo que cubre las instalaciones reduce estructuralmente el efecto esperado de inhibición de la transmisión de radiación solar. El equipo de UTEP analizó datos meteorológicos de un aeropuerto cercano para aislar el impacto de la dinámica del viento en la tasa de acumulación de polvo (DAR). En la primavera, con vientos más fuertes, se registraron 9 eventos de tormenta de arena, con una velocidad media del viento que aumentó a 3,9 m/s, y la tasa de acumulación de polvo fue solo un 20% mayor que en el otoño, con vientos más débiles (solo 3 eventos).
Los investigadores atribuyen esta brecha desproporcionada a la alineación de la dirección del viento. Los eventos de viento con arena regionales son impulsados por corrientes de aire del suroeste al sur con un promedio de 12 m/s, con ráfagas máximas de hasta 26,2 m/s, y estos vectores impactan directamente la cara frontal orientada al sur del conjunto fotovoltaico. Las ráfagas de alta energía cortan sistemáticamente los granos de arena, realizando una limpieza ambiental continua. Además, esta dinámica de limpieza por viento requiere muy poca ayuda de precipitación; un evento de lluvia ligera acumulada de solo 2,2 mm/h fue completamente suficiente para eliminar las partículas residuales y restaurar el rendimiento eléctrico de los módulos.
A medida que la capacidad instalada de energía solar domina las redes eléctricas modernas (representando aproximadamente el 77% de la implementación global de energías renovables en los últimos tiempos), los costos relacionados con la acumulación de polvo crecen exponencialmente. Los datos de la industria citados en el estudio predicen que las pérdidas relacionadas con el polvo a nivel nacional oscilan entre 4.200 y 7.300 millones de dólares anuales, lo que destaca la importancia de las inversiones en operación y mantenimiento para la economía de los proyectos a escala de servicios públicos. El equipo de investigación de UTEP indicó que, aunque la baja degradación observada del 2% al 3% convierte al sur de Nuevo México en un punto caliente de bajo mantenimiento preferido para inversiones fotovoltaicas, los administradores de activos aún deben considerar variables locales. Los autores recomiendan ampliar el monitoreo a varios años para rastrear el impacto de los cambios en los patrones de viento durante la temporada de monzones de verano, ya que las alteraciones en las trayectorias del viento podrían activar fuentes alternativas de polvo y modificar los requisitos de limpieza.
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