Innovador sistema de enfriamiento y limpieza mejora la eficiencia de los paneles solares

### Innovador sistema enfría y limpia paneles solares para mejorar su eficiencia

Un equipo de investigadores de la Universidad de Al-Azhar, en Egipto, ha desarrollado un sistema innovador que permite enfriar los paneles solares fotovoltaicos (PV) mientras los mantiene limpios de excrementos de aves, un problema común que afecta su rendimiento. La propuesta ha sido probada en condiciones reales en la ciudad de El Cairo, con resultados prometedores en comparación con otras tecnologías de enfriamiento convencionales.

#### **El desafío del calor y la suciedad en los paneles solares**

Los paneles solares convierten aproximadamente el 17% de la radiación solar en electricidad, mientras que el resto se disipa en forma de calor. Sin embargo, el aumento de temperatura reduce su eficiencia y disminuye la producción de energía. Además, los excrementos de aves contienen sustancias que no siempre pueden eliminarse con la lluvia, afectando la transmisión de luz a través del vidrio de los paneles y generando puntos calientes que deterioran su desempeño.

Para abordar estos problemas, los investigadores diseñaron un sistema basado en el uso de agua. En la parte trasera del panel, colocaron una lámina de algodón de 1 mm de grosor entre la superficie del módulo y una estructura de madera. Sobre esta última, fijaron una lámina acrílica de 6 mm. Un tubo central con perforaciones permitía que el agua humedeciera el algodón, mientras que ventiladores generaban una corriente de aire que facilitaba la evaporación y reducía la temperatura del panel.

En la parte frontal, instalaron otro tubo con orificios que distribuía agua sobre la superficie del panel, eliminando la suciedad y contribuyendo a su enfriamiento. Un sistema de bombeo transportaba el agua desde un depósito de 50 litros hasta los tubos, y un colector en la base del panel recuperaba el agua utilizada.

#### **Resultados de la prueba experimental**

El sistema fue evaluado en comparación con dos configuraciones de referencia: un panel limpio sin enfriamiento y otro sin enfriamiento pero con cuatro excrementos de aves en su superficie. Las mediciones se realizaron el 10 de agosto de 2023, entre las 10:00 y las 17:00 horas, en condiciones de alta radiación solar en El Cairo. Se registraron variables como temperatura en la parte frontal y trasera del panel, corriente y voltaje de salida, intensidad de la luz solar, temperatura ambiente y humedad relativa.

Los resultados mostraron que la acumulación de excrementos elevaba la temperatura del panel en un 5% en comparación con un módulo limpio, lo que reducía la corriente de salida entre un 36% y un 38%. En contraste, el sistema de enfriamiento y limpieza logró aumentar la corriente de salida en un 8% respecto al panel sucio y en un 9% en comparación con el panel limpio sin enfriamiento.

Asimismo, el voltaje de salida se incrementó en un 7% y 9%, respectivamente. En términos de potencia generada, el sistema mejoró el rendimiento entre un 12% y un 33% frente al panel con excrementos, y entre un 7% y un 12% en comparación con el panel limpio sin enfriamiento. La eficiencia promedio del panel enfriado alcanzó el 20%, mientras que el panel sin enfriamiento se mantuvo en 18%, y el módulo con excrementos descendió hasta el 15%.

#### **Impacto en costos y recomendaciones de uso**

El costo nivelado de la energía (LCOE, por sus siglas en inglés) se mantuvo en $0.11/kWh tanto para el sistema enfriado como para el panel limpio sin enfriamiento. Sin embargo, en el caso del panel con excrementos, el LCOE aumentó a $0.13/kWh debido a la reducción en la producción de energía.

Los investigadores concluyeron que el sistema de limpieza debe activarse cuando la acumulación de excrementos supere las cuatro manchas, ya que este nivel de suciedad provoca una reducción del 33% en la potencia del panel. En cuanto al enfriamiento, recomiendan activarlo cuando la temperatura del módulo supere los 35 °C durante el día.

El estudio, titulado **»Mejorando el rendimiento de paneles solares fotovoltaicos bajo condiciones de excrementos de aves con un enfoque de doble enfriamiento»**, fue publicado en la revista *Scientific Reports* y contó con la participación de científicos de la Universidad de Al-Azhar en Egipto y la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en China.

Este avance representa una solución efectiva para mejorar la eficiencia de los panel

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2025/03/12/experimental-system-cools-pv-panels-while-keeping-them-clean/