Revolucionario recubrimiento anti-hielo promete aumentar la eficiencia de los paneles solares en climas extremos

Un equipo de científicos polacos ha desarrollado un innovador recubrimiento anti-hielo diseñado para mejorar el rendimiento de los paneles fotovoltaicos (PV) en condiciones de frío extremo. Este avance, basado en una resina híbrida de silicona-epoxi modificada con octasferosilicatos funcionalizados (OSS), promete reducir significativamente la adhesión del hielo y prolongar el tiempo de congelación del agua en las superficies tratadas.

La acumulación de nieve y hielo en los paneles solares es un problema recurrente en climas fríos, ya que puede bloquear la luz solar y, en consecuencia, disminuir o detener la producción de energía. Los métodos actuales de deshielo en la industria suelen ser ineficaces, lo que ha motivado a los investigadores a buscar soluciones más eficientes. «Los recubrimientos podrían reemplazar total o parcialmente los métodos de deshielo utilizados actualmente, que no son del todo efectivos», señalaron los científicos.

El equipo, compuesto por investigadores de la Universidad Tecnológica de Varsovia, la Fundación Technology Partners, la Universidad Militar de Tecnología y la Universidad Adam Mickiewicz de Poznan, desarrolló cinco muestras de recubrimientos, cada una con diferentes combinaciones de compuestos químicos. El proceso comenzó con una resina híbrida de silicona-epoxi, a la cual se le añadieron OSS funcionalizados. Estos compuestos, que pertenecen a una clase de organosilanos, permiten personalizar la estructura del recubrimiento para mejorar sus propiedades anti-hielo.

Los OSS se sintetizaron en un matraz con 20 gramos de OSS y 200 ml de tolueno, variando la cantidad de olefinas según el compuesto que se estaba probando. Posteriormente, se integró un 2% en peso de OSS en la resina, y el recubrimiento se aplicó mediante un método de recubrimiento por giro (spin coating). Las muestras se dividieron en dos grupos: dos de ellas contenían dos olefinas, mientras que las otras tres contenían tres olefinas.

Entre los resultados más destacados, las muestras OSS1 y OSS3 mostraron las mejores propiedades anti-hielo. OSS1, que contenía metacrilato de alilo (MA) y viniltrimetoxisilano (VTMOS), logró una reducción del 43% en la adhesión del hielo (IA) y un aumento de 70 veces en el tiempo de retraso de congelación (FDT) en comparación con una muestra de referencia no modificada. OSS3, por su parte, también mostró un rendimiento notable, con una IA reducida y un FDT prolongado.

El estudio, publicado en la revista *Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects*, destaca que estas modificaciones químicas no afectaron las propiedades ópticas de los recubrimientos, lo que los hace viables para su aplicación en paneles fotovoltaicos. «Entre los recubrimientos probados, OSS1 y OSS3 demostraron las mejores propiedades anti-hielo, siendo OSS1 el de mayor rendimiento general», concluyeron los investigadores.

Este avance podría tener un impacto significativo en la industria solar, especialmente en regiones donde las bajas temperaturas y las condiciones climáticas adversas limitan la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2024/10/17/octaspherosilicates-based-anti-icing-coating-for-pv-systems/