Fuente: https://www.pv-magazine.com
Científicos de Rumania han descubierto que las condiciones extremas de polvo pueden causar pérdidas del 45,35% y el 38,14% en la potencia máxima y la corriente de cortocircuito en condiciones exteriores para diferentes tipos de módulos solares. Advirtieron que, si los efectos del cambio climático se intensifican, resultando en menos precipitaciones y tormentas de arena más frecuentes originadas en la región del Sahara, es muy probable que se produzcan escenarios extremos en Europa.
Investigadores de la Universidad Transilvania de Brașov, Rumania, han investigado el impacto de capas de polvo particularmente gruesas en el rendimiento de diferentes tecnologías fotovoltaicas.
«Si los efectos del cambio climático aumentan, lo que resulta en menos precipitaciones y tormentas de arena más frecuentes originadas en la región del Sahara, entonces es muy probable que se produzcan escenarios extremos en Europa», dijo a pv magazine el autor correspondiente de la investigación, Abubaker Younis . Se espera que la mayor parte del polvo se asiente en los países del sur de Europa, y ocasionalmente tormentas de polvo lleguen a Europa Central”.
Los científicos realizaron sus pruebas en paneles de silicio amorfo (a-Si), monocristalinos y policristalinos, en los que simularon condiciones de polvo relativamente extremas. Utilizaron un mini módulo a-Si con unas dimensiones de 30 mm × 30 mm, un panel monocristalino de 41,6 mm × 33,9 mm y un dispositivo policristalino con un tamaño de 33 mm × 40,4 mm. Sobre ellos depositaron polvo natural recogido de los alrededores de la ciudad de Brașov, en el este de Rumanía. Las capas no homogéneas se depositaron mediante un tamiz.
Los académicos probaron los módulos en diferentes condiciones, en el laboratorio, en el campo y bajo diferentes irradiaciones. Además, compararon su rendimiento con el de módulos de referencia sin polvo.
Para la prueba de campo, colocaron los módulos en la azotea de uno de los campus de la Universidad Transilvania de Brașov y tomaron medidas una vez que la irradiación alcanzó 800 W/m2, 900 W/m2 y 1000 W/m2. Los mismos niveles de irradiación se simularon en el experimento de laboratorio utilizando un simulador solar.
En todas esas condiciones, los módulos fueron probados para determinar las características IV, así como las temperaturas frontal y posterior.
«El espesor de la capa de polvo promedió 25,8 μm (o 0,01936 μm mm-2) cuando se formó en la superficie de la mini celda mono-Si y 32,25 μm (o 0,02287 μm mm-2) cuando se depositó en la superficie de la celda pequeña poli-Si», dijeron. resaltado. “Sin embargo, la misma técnica de medición, que se basa en la emisión de ondas ultrasónicas, no era aplicable al minimódulo a-Si. Esto se debe a que se requiere un sustrato metálico para que el medidor funcione, y dicho sustrato normalmente no forma parte de la composición del módulo en el caso de la tecnología fotovoltaica a-Si”.
El grupo de investigación descubrió que la caída máxima en la corriente de cortocircuito y el punto de máxima potencia entre un módulo limpio y uno polvoriento se produjo en el escenario de la minicelda de poli-Si a 800 W/m2, tanto en el exterior como en el interior. En la prueba de campo, la disminución de la corriente de cortocircuito fue del 38,14% y 45,35% en el punto de máxima potencia, mientras que en el laboratorio fue del 33,38% y 32,02%, respectivamente.
En cuanto a la temperatura de la superficie frontal, en el caso exterior, el panel de polisilicio bajo una irradiación de 1.000 W/m2 mostró el aumento más significativo: 3,7 C. En el caso interior, el mayor salto de temperatura fue de 1,3 C, en el módulo de polisilicio. por debajo de 800 W/m2 y el módulo a-Si con 900 W/m2.
Al calcular el aumento de temperatura de la superficie posterior, el mayor aumento en el campo fue de 2,3 C en el caso de a-Si con 1.000 W/m2, y en el laboratorio, fue el panel monocristalino bajo la misma irradiación, con 0,9 C. Temperaturas más altas en comparación con el módulo limpio.
“Se observó que la configuración al aire libre produjo mejores resultados que la configuración interior debido a la aleatoriedad e inconsistencia en los resultados de este último”, enfatizaron. «Esta anomalía se atribuyó a la falta de un método estándar para realizar experimentos de laboratorio sobre la deposición de polvo, lo que reduciría el impacto de errores incontrolables».
Sus resultados se presentaron en » Impacto del polvo en el rendimiento fotovoltaico eléctrico y térmico: conocimientos de experimentos de campo y de laboratorio «, publicado en Energy Reports .