Un grupo de científicos de Estados Unidos ha probado el uso de células solares especiales para vigilar el comportamiento de las focas durante la migración primaveral. Según afirmaron, se trata del primer despliegue a largo plazo de células solares sumergidas en un entorno oceánico realista.
«Nuestro trabajo presenta el primer estudio longitudinal del rendimiento de células fotovoltaicas en el medio marino que abarca ubicación, tiempo y profundidad», declaró a pv magazine el investigador Collin A. Krawczyk. «Destacamos métodos novedosos de recogida de datos en el medio marino, utilizando huéspedes animales como vehículos para las mediciones del perfil de la columna de agua. Basándonos en nuestros resultados de potencia y predicciones energéticas, la energía solar podría proporcionar de forma viable toda, o una parte significativa, de la energía diaria requerida por muchos módulos de telemetría de fauna marina».
Según los investigadores, las necesidades de electricidad de la microelectrónica aplicada a los registradores de datos marinos y otros dispositivos han disminuido considerablemente en los últimos años, lo que convierte a la energía fotovoltaica en una opción viable de suministro eléctrico.
Para probar su método, el equipo fijó minimódulos solares monocristalinos especiales a cuatro hembras adultas de elefante marino del norte. Estos mamíferos constituyen una plataforma de sensores ideal para realizar perfiles del agua subsuperficial, ya que realizan una media de 2,9 inmersiones por hora a profundidades de más de 400 metros y tienen patrones migratorios que van desde el sur de California hasta el Pacífico Norte.
Los científicos conectaron el minipanel fotovoltaico a un dispositivo que medía y registraba la relación corriente-voltaje, además de a una etiqueta SPLASH10 que registraba la ubicación, orientación, temperatura y profundidad de la foca. Se dieron nombres únicos a cada dispositivo: Kilo, Noviembre, Oscar y Lima.
«El despliegue de estos dispositivos comenzó a finales de febrero de 2018, y tanto Noviembre como Oscar regresaron a la ubicación de despliegue inicial a principios de mayo de 2018. Kilo realizó un despliegue mucho más largo, regresando a principios de junio de 2018», señalan los investigadores. «Durante este despliegue prolongado, Kilo llenó su memoria de a bordo. Los resultados de Lima fueron corrompidos por un mal funcionamiento del dispositivo durante el despliegue.»
Tras recuperar los módulos, los académicos tuvieron que realizar un exhaustivo posprocesamiento de los mismos. Tuvieron que calibrar un desfase temporal entre las etiquetas y los dispositivos de corriente-tensión y realizar un proceso de ajuste de curvas para estos últimos. También tuvieron que utilizar un método que estima la corriente de cortocircuito de un panel plano basándose en sus resultados observados inclinados. Es decir, el módulo que se montaba en la cabeza de un animal buceador, y sus ángulos de inclinación del panel solían ser distintos de cero.
Descubrieron que los promedios máximos de potencia en función de la profundidad se presentan hasta los 22 metros de profundidad.
«Más allá de los 22 metros, nuestros datos se volvieron dependientes de nuestras estimaciones de curvas de irradiancia bajas, y los datos aquí tenían muy pocas curvas de irradiancia media/alta», dijeron. «A 5 metros de profundidad, los resultados muestran una reducción de entre el 70% y el 85% de la potencia relativa en superficie, dependiendo de la etiqueta. Aunque Kilo experimentó una mayor reducción de potencia que November y Oscar, la reducción de potencia para November y Oscar a 15 y 20 metros fue de aproximadamente un 84% y un 90% de reducción, respectivamente. A 15 metros, observamos una reducción de la potencia disponible de entre el 85% y el 95%, que aumenta a una reducción de entre el 90% y el 98% a 20 metros».
Los investigadores describieron su experimento en «Trans-oceanic subsurface photovoltaic performance» (Rendimiento fotovoltaico del subsuelo transoceánico), publicado recientemente en Progress in Photovoltaics. Proceden de la Universidad del Norte de Arizona y de la Universidad de California en Santa Cruz.
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