El impacto del polvo en la temperatura y el rendimiento de los módulos fotovoltaicos

Un equipo de investigadores internacionales ha explorado cómo la acumulación de polvo afecta la eficiencia de los paneles solares en dos zonas climáticas distintas de Pakistán. Midieron meticulosamente la acumulación de polvo en los paneles, examinando su composición y tamaño de partículas.

En Islamabad, la capital de Pakistán, instalaron un sistema en la azotea de un edificio. Islamabad disfruta de un clima limpio y cálido con una temperatura media anual de 20,3 °C y precipitaciones regulares, lo que ayuda a mantener limpios los paneles solares. Por el contrario, en Bahawalpur, una ciudad del sur situada en una zona desértica, el clima es seco con pocas precipitaciones pero frecuentes tormentas de viento y polvo, con una temperatura media de 26,1°C.

El experimento utilizó paneles policristalinos de 40 W, incluidos paneles de referencia que se limpiaban de forma rutinaria. Todos los paneles estaban orientados al sur y fijados con una inclinación de 34 grados sobre soportes metálicos.

Los investigadores recopilaron datos sobre la radiación solar y el voltaje y la corriente de cada panel. También colocaron láminas de vidrio en los módulos para recolectar y analizar el polvo.

Después de seis semanas, observaron una caída notable en la eficiencia debido a las diferentes densidades de polvo en Islamabad y Bahawalpur. La acumulación de polvo fue de 6,388 g/m2 (promedio diario 0,152 g/m2) en Islamabad y de 10,254 g/m2 (promedio diario 0,244 g/m2) en Bahawalpur. El análisis SEM reveló que las partículas de polvo en ambas ciudades variaban en tamaño, forma y disposición.

El polvo de Islamabad estaba compuesto principalmente de carbono (55,8%), seguido de oxígeno, silicio y calcio. Otros elementos como aluminio, hierro, potasio, magnesio y sodio se encontraban en cantidades menores. En Bahawalpur, el oxígeno fue el componente predominante (46,9%), con carbono, silicio y aluminio también significativamente presentes.

Al comparar módulos limpios y polvorientos, los investigadores encontraron una reducción de la producción de energía del 15,08 % en Islamabad y una reducción del 25,42 % en Bahawalpur.

Concluyeron que la disminución de la producción se debía al efecto protector del polvo que bloquea la luz solar y al fenómeno de la "temperatura del polvo". Este efecto es causado por la transferencia de calor que altera el polvo en los paneles, lo que genera puntos calientes.