El impacto del ángulo de inclinación en la pérdida de potencia de paneles solares por suciedad
14 marzo, 2025
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### **El ángulo de inclinación, clave en la pérdida de potencia por suciedad en paneles solares**
Un equipo de investigadores de la **Universidad de Energía Eléctrica del Noreste de China (NEEPU, por sus siglas en inglés)** ha llevado a cabo un estudio para comprender cómo la acumulación de polvo afecta el rendimiento de los módulos fotovoltaicos (PV). Los resultados revelan que el **ángulo de inclinación** es el factor que más influye en la pérdida de potencia, seguido por la **intensidad de la irradiancia** y, en menor medida, por la **densidad de deposición de polvo**.
### **Un modelo para predecir pérdidas de potencia**
El estudio ha permitido desarrollar un **modelo cuadrático innovador** que predice la pérdida máxima de potencia en función de tres variables: la inclinación del panel, la irradiancia y la cantidad de polvo acumulado. Según los investigadores, este modelo representa un avance significativo en la comprensión de cómo estos factores interactúan y afectan el desempeño de los sistemas fotovoltaicos.
Para llevar a cabo la investigación, el equipo recolectó polvo de los paneles solares instalados en el techo de la biblioteca de la NEEPU. Mediante **espectroscopía de rayos X por dispersión de energía (EDS)**, se identificó la presencia de varios elementos metálicos como **hierro (Fe), potasio (K), magnesio (Mg), aluminio (Al), calcio (Ca), titanio (Ti) y manganeso (Mn)**, así como elementos no metálicos como **carbono (C) y oxígeno (O)**.
### **Condiciones del experimento**
El polvo recolectado se mezcló con alcohol al 90% para generar diferentes niveles de deposición: **2.11 g/m², 6.15 g/m² y 10.13 g/m²**. Esta mezcla se aplicó sobre láminas de vidrio de baja concentración de hierro, permitiendo que el alcohol se evaporara antes de realizar las pruebas.
Para simular diferentes condiciones de irradiancia, se utilizó una **lámpara de xenón** con niveles de **1,000 W/m², 900 W/m², 800 W/m², 700 W/m² y 600 W/m²**. Además, las muestras fueron inclinadas en ángulos de **0°, 15°, 30°, 45° y 60°**.
El experimento se llevó a cabo en un laboratorio con una temperatura estable de **20°C** y sin circulación de aire, en la ciudad de Jilin, China, donde predomina un **clima monzónico continental templado**.
### **Principales hallazgos**
Los resultados muestran que, bajo altos niveles de irradiancia, la densidad de polvo tiene un impacto significativo en la **corriente de cortocircuito, el voltaje de circuito abierto y la potencia máxima** de los módulos fotovoltaicos. Sin embargo, su efecto sobre la **eficiencia de conversión** es menos pronunciado.
Cuando un panel con una densidad de polvo de **10.13 g/m²** se inclina a **60°** y recibe una irradiancia de **1,000 W/m²**, sus valores relativos de corriente de cortocircuito, voltaje de circuito abierto, potencia máxima y eficiencia de conversión son **62.3%, 89%, 61% y 61%**, respectivamente.
El estudio también confirma que la corriente de cortocircuito, la potencia máxima y la eficiencia de conversión **aumentan con la irradiancia**, pero **disminuyen con la densidad de polvo y el ángulo de inclinación**. En contraste, el voltaje de circuito abierto **disminuye con todos estos factores**.
### **El ángulo de inclinación, el factor más determinante**
Uno de los hallazgos más relevantes es que el **ángulo de inclinación** tiene el mayor impacto en la pérdida de potencia, seguido por la **intensidad de la irradiancia**, mientras que la **densidad de polvo tiene un efecto menor**.
Los investigadores concluyen que este modelo cuadrático puede ser una herramienta útil para optimizar el diseño y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos, reduciendo las pérdidas de energía causadas por la acumulación de polvo.
El estudio ha sido publicado en la revista científica **Energy Reports** y ha sido realizado en colaboración con **Datang Xinjiang Power Generation**.
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