Importancia de la limpieza de superficies para la industria solar fotovoltaica

¿Se ha preguntado alguna vez qué significa para nuestro futuro el rápido desarrollo de la industria solar fotovoltaica? En la marea de la transformación energética mundial, no se puede ignorar la importancia de la energía solar como fuente de energía limpia y renovable. Sin embargo, ante la disminución de la eficiencia causada por la contaminación superficial, ¿cómo se puede garantizar el rendimiento óptimo de los paneles fotovoltaicos? Este artículo desvelará los secretos de la industria fotovoltaica, explorará el impacto de la limpieza de superficies en la eficiencia de las células solares y cómo las diferentes tecnologías limpias pueden mejorar la capacidad de generación de energía y los beneficios económicos.

Aplicación de la tecnología de limpieza

Con el rápido desarrollo de la industria fotovoltaica, la importancia de las distintas tecnologías de limpieza en el mantenimiento de los paneles fotovoltaicos es cada vez mayor. En función de los distintos contaminantes y las características del panel, la elección del método de limpieza adecuado no sólo puede mejorar la eficacia del panel, sino también prolongar su vida útil. A continuación se presentan varias tecnologías de limpieza de uso común.

1. Tecnología de limpieza en seco

La tecnología de limpieza en seco se basa principalmente en la fuerza del aire o en métodos físicos para eliminar los contaminantes de la superficie. Es un método de limpieza que no requiere recursos hídricos. La limpieza en seco es adecuada sobre todo para zonas poco polvorientas. Tiene una gran eficacia de limpieza, pero para los contaminantes más persistentes, como los excrementos de pájaros y las resinas, el efecto de limpieza es relativamente limitado.

Equipos y métodos habituales:

• Equipo de soplado: Utilice compresores de aire o equipos de soplado especiales para soplar directamente sobre la superficie del panel y eliminar el polvo flotante.
• Equipos de chorro de arena en seco: Para los paneles de gran superficie, pueden utilizarse equipos de chorreado en seco con medios de chorreado blandos, como perlas de vidrio y perlas cerámicas finas, para limpiar el polvo y mantener la superficie lisa.

Pros y contras:

• Ventajas: Limpieza sin agua, adecuada para entornos con escasez de agua y zonas con poco polvo.
• Desventajas: No puede eliminar la contaminación persistente y requiere un mantenimiento periódico adecuado.

2. Tecnología de limpieza en húmedo

La tecnología de limpieza en húmedo es un método de limpieza eficaz para las manchas graves. Combina agua y detergente y es adecuada para contaminantes persistentes como excrementos de pájaros y resinas. Cuando la limpieza en húmedo se realiza con luz solar intensa, hay que prestar atención a la velocidad de secado de las manchas de agua para evitar que quede cal.

Equipos y métodos habituales:

• Pistola de agua a alta presión: Utilice la presión de agua adecuada para impactar en la superficie y eliminar rápidamente grandes zonas de manchas difíciles, como excrementos de pájaros o gruesas capas de polvo.
• Combinación de cepillo suave y detergente: Para la limpieza manual, utilice detergente neutro y un cepillo suave para eliminar contaminantes especiales como la resina y el aceite, pero es adecuado para la limpieza de paneles fotovoltaicos a pequeña escala.

Pros y contras:

• Ventajas: Puede limpiar a fondo las manchas difíciles y mejorar la eficiencia de generación de energía de los paneles fotovoltaicos.
• Desventajas: Utiliza una gran cantidad de agua y es adecuada para zonas con abundantes recursos hídricos.

3. Sistema automático de limpieza

Los sistemas automatizados de limpieza se han ido aplicando gradualmente a las grandes centrales fotovoltaicas. Estos sistemas utilizan cepillos o sopladores automáticos instalados en los paneles fotovoltaicos para realizar operaciones de limpieza periódicas. Muchos dispositivos de limpieza automática combinan funciones de limpieza en seco y en húmedo y pueden ajustar automáticamente el método de limpieza en función del grado de contaminación.

Equipos y métodos habituales:

• Cepillo de rodillo automatizado: Utilice un cepillo de rodillo suave para limpiar la superficie del panel, y ajuste la frecuencia de limpieza en combinación con un sistema de detección inteligente para evitar la pérdida de consumibles causada por la limpieza repetida.
• Robot inteligente con dispositivo de arenado incorporado: Algunos sistemas de gama alta están equipados con una función de arenado automático, que puede identificar automáticamente el tipo de contaminación y pulverizar los medios de arena adecuados, como partículas de nailon o arena de óxido de aluminio, para garantizar una limpieza fina.

Pros y contras:

• Ventajas: Alto grado de automatización, adecuado para operaciones a gran escala y ahorro de costes de mano de obra.
• Desventajas: Inversión inicial elevada, y requiere un mantenimiento regular y la sustitución de consumibles.

Caso de tratamiento real [3]

La composición de los contaminantes en los paneles fotovoltaicos es compleja. Para mejorar la eficiencia de conversión fotovoltaica del panel, es especialmente importante adoptar estrategias de limpieza adecuadas basadas en las características de los distintos contaminantes. Combinadas con la tecnología de chorro de arena, las estrategias de limpieza para los distintos contaminantes pueden mejorar en gran medida la eficacia y el efecto de limpieza de los paneles fotovoltaicos.

Polvo

• Estrategia de limpieza: Para la contaminación leve por polvo, se suelen utilizar métodos de limpieza en seco, como el uso de un cepillo suave o un soplador para eliminar el polvo superficial. Este método es sencillo, barato y adecuado para el mantenimiento diario. Sin embargo, en casos de fuerte acumulación de polvo, la limpieza en seco puede resultar difícil de eliminar por completo, por lo que se requieren métodos de tratamiento más específicos.
• Caja de chorro de arena: Los problemas de polvo son especialmente importantes en algunas centrales fotovoltaicas a gran escala. Para limpiar el polvo de forma rápida y eficaz, se puede utilizar chorro de arena a baja presión, y partículas de arena blanda como cuentas de vidrio o de cerámica pueden pulverizarse sobre la superficie del panel a menor presión. Las microesferas de vidrio tienen una buena resistencia al desgaste y son adecuadas para una limpieza ligera, mientras que las microesferas cerámicas están compuestas de materiales de circonio, que son más duros pero no rayan la superficie. Estos medios pueden eliminar eficazmente grandes áreas de acumulación de polvo y proteger la superficie del panel de posibles daños. Además, el uso de la limpieza por chorro de arena también reduce la dependencia de los recursos hídricos, por lo que es una solución más respetuosa con el medio ambiente.

Guano

• Estrategia de limpieza: Debido a la fuerte viscosidad y corrosividad de los excrementos de aves, suele utilizarse la limpieza en húmedo. En primer lugar, empape los excrementos de pájaro con agua limpia para ablandar sus componentes pegajosos y, a continuación, utilice un detergente suave para limpiarlos más a fondo y asegurarse de que no se daña la superficie del panel.
• Caja de chorro de arena: En el caso de excrementos de aves persistentes, puede utilizarse la tecnología de microarenado para el tratamiento tras la limpieza con pistola de agua a alta presión. Los medios de arenado pueden ser óxido de aluminio ultrafino o arena cerámica fina. Las partículas de arenado de óxido de aluminio son duraderas y químicamente inertes, adecuadas para tratar residuos orgánicos, mientras que la arena cerámica puede eliminar residuos y evitar la corrosión de la superficie a baja presión gracias a su uniformidad y suavidad. Además, el arenado puede prolongar la vida útil de los paneles fotovoltaicos y mantenerlos limpios durante mucho tiempo.

Resina

• Estrategia de limpieza: Limpiar la contaminación de resina es más complicado. En primer lugar, puede utilizar disolventes orgánicos para ablandar la resina y, a continuación, lavarla con una cantidad adecuada de agua para garantizar la eliminación completa de los restos de resina. Nota. La selección de disolventes orgánicos debe ser segura y respetuosa con el medio ambiente para evitar efectos secundarios en los materiales del panel.
• Caja de chorro de arena: Cuando la contaminación de resina es grave y difícil de eliminar mediante métodos de limpieza convencionales, puede utilizarse la tecnología de chorro de arena, y nylon poliamida chorro de arena o partículas de poliestireno puede seleccionarse para controlar la presión del chorro de arena para la limpieza local. Las partículas de poliamida de nailon tienen una dureza relativamente baja y son adecuadas para el chorreado de materiales sensibles. Las partículas de poliestireno pueden eliminar eficazmente residuos pegajosos al limpiar contaminantes de resina sin causar daños innecesarios por fricción en la superficie. Tras el chorreado de arena, la superficie del panel debe inspeccionarse y limpiarse de nuevo para eliminar las posibles partículas de arena residuales y garantizar que el rendimiento óptico del panel no se vea afectado.

Beneficios económicos y medioambientales

La limpieza de los paneles fotovoltaicos no sólo puede mejorar su eficiencia de conversión fotoeléctrica, sino también ayudar a conseguir beneficios económicos y medioambientales sostenibles. Con la popularización de la tecnología fotovoltaica, cada vez hay más estudios y casos que demuestran que la limpieza periódica es esencial para el funcionamiento y el mantenimiento a largo plazo de las centrales fotovoltaicas.

Beneficios económicos

1. Mejorar la eficiencia de la generación de energía: Cuando los paneles fotovoltaicos se utilizan durante mucho tiempo, la contaminación de la superficie afecta directamente a su eficiencia de conversión fotoeléctrica. Según las investigaciones, la limpieza periódica puede aumentar la generación de energía de las centrales fotovoltaicas entre 5% y 20%. Con un coste de inversión que oscila entre 5% y 20%, se puede obtener un mayor rendimiento económico aumentando la producción de energía.
2. Reducir los costes de mantenimiento: Aunque la limpieza de los paneles fotovoltaicos requiere una cierta inversión de costes, a largo plazo la limpieza puede prolongar eficazmente la vida útil de los paneles y reducir la frecuencia de averías y reparaciones. Gracias a una limpieza y un mantenimiento eficaces, pueden reducirse las pérdidas de tiempo de inactividad y los costes de mantenimiento causados por averías de los equipos, mejorando así los beneficios económicos de todo el sistema fotovoltaico.
3. Aumentar la generación de energía: El valor económico de una central fotovoltaica suele venir determinado por la generación de energía y los costes de explotación. Las medidas de limpieza pueden aumentar significativamente la generación de energía y, en consecuencia, mejorar el rendimiento de la inversión (ROI). Por ejemplo, tras aplicar la limpieza periódica, el ROI de algunos proyectos ha aumentado significativamente de 8% a 12%. [4]

Impacto medioambiental

Los métodos de limpieza tradicionales suelen depender de grandes cantidades de recursos hídricos, especialmente en zonas secas. El uso de tecnologías de limpieza respetuosas con el medio ambiente, como la limpieza en seco o las tecnologías de limpieza con bajo consumo de agua, puede reducir significativamente el uso de recursos hídricos, cumpliendo los requisitos de conservación del agua y desarrollo sostenible. Al mismo tiempo, el uso de agentes de limpieza biodegradables puede reducir la carga sobre el medio ambiente.

1. Reducir las emisiones contaminantes: La limpieza de paneles fotovoltaicos puede reducir la eficiencia energética y, por tanto, las emisiones globales de carbono. En el contexto de la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles, la limpieza de los paneles fotovoltaicos se ha convertido en una medida importante para apoyar el desarrollo de las energías renovables y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
2. Respetuoso con el medio ambiente: Adoptar materiales y métodos de limpieza inocuos no sólo es beneficioso para el medio ambiente en general, sino que también protege el entorno ecológico circundante. Por ejemplo, muchas centrales fotovoltaicas utilizan ahora productos de limpieza respetuosos con el medio ambiente que no contaminan el suelo ni las fuentes de agua y cumplen los requisitos ecológicos.