Investigadores de la Universidad Hamad Bin Khalifa (HBKU) de Qatar han estudiado el potencial de las instalaciones fotovoltaicas verticales bifaciales orientadas este-oeste para mitigar la suciedad en climas desérticos y han descubierto que estos sistemas pueden generar hasta un 9,2% más de energía que los sistemas convencionales.
En el artículo «Assessing vertical east-west bifacial photovoltaic systems in desert environments: Energy yield and soiling mitigation» (Evaluación de sistemas fotovoltaicos bifaciales verticales este-oeste en entornos desérticos: rendimiento energético y mitigación de la suciedad), publicado en Solar Energy, los investigadores explican que su enfoque pretende reducir los costes de limpieza y el coste nivelado de la energía (LCOE) en proyectos situados en lugares desérticos. «Esta investigación es crucial para optimizar la producción de energía y reducir los gastos de mantenimiento en regiones áridas, donde el impacto de la suciedad es sustancial», subrayaron.
El equipo de investigación realizó una serie de pruebas en la Instalación de Pruebas al Aire Libre (OTF) del Instituto de Investigación Medioambiental y Energética de Qatar (QEERI), en Doha (Qatar). El montaje experimental consistió en cuatro módulos bifaciales de tipo n, 60 células, 270 W, vidrio-vidrio sin marco. Dos de los módulos se instalaron en la configuración convencional de latitud-inclinación, a unos 1,1 m del nivel del suelo, mientras que los otros dos se desplegaron en la configuración vertical este-oeste, a unos 0,8 m del suelo.
Los académicos limpiaron semanalmente un módulo de cada configuración, dejando los demás sucios intencionadamente.
Las pruebas mostraron que, de septiembre a marzo, la configuración inclinada recibió un 11,4% más de irradiación que el módulo vertical, mientras que el módulo vertical recibió un 5,2% más de irradiación entre abril y agosto. «Este patrón se corresponde con la trayectoria estacional del sol en Doha, que favorece a los módulos inclinados durante el invierno y a los verticales durante el verano», señalaron los académicos, que indicaron que en todo 2022 el módulo inclinado recibió aproximadamente un 4,5% más de irradiación que el vertical.
Sin embargo, la prueba también demostró que, a lo largo de unos tres años, los módulos inclinados registraron pérdidas por suciedad de hasta el 60% en el caso de los módulos monofaciales y de hasta el 45% en el de los bifaciales, mientras que los módulos verticales experimentaron pérdidas por suciedad «insignificantes». «Además, durante los meses de verano, cuando las tasas de ensuciamiento alcanzan los valores más altos en Qatar, los módulos bifaciales verticales limpios mostraron capacidad para generar un 3,8% de media, y hasta un 9,2% más de energía que los módulos bifaciales inclinados limpios», subrayaron los investigadores.
Concluyeron diciendo que las instalaciones fotovoltaicas verticales representan una alternativa real a los sistemas fotovoltaicos convencionales en climas desérticos, ya que en estos lugares «la suciedad y las altas temperaturas coinciden con los picos de demanda energética.»
«La investigación futura incluye una mayor exploración del rendimiento a largo plazo, la durabilidad y la viabilidad económica de sistemas fotovoltaicos bifaciales verticales más grandes en climas desérticos y otros entornos con altos índices de suciedad», añadieron.
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