El ingenioso invento para que las placas solares generen más energía: las limpia de forma autónoma y sin agua

Las energías renovables siguen avanzando en España de forma imparable. En 2023 se superaron varios hitos históricos, según Red Eléctrica Española: un aumento del 28% de la energía solar fotovoltaica con 5.594 MW instalados y una generación total, sumada la eólica, que superó el 50% de la producción eléctrica a nivel nacional. Es una apuesta decidida por combatir el cambio climático, pero esa aportación puede ser aún mayor si se empiezan a implementar nuevos sistemas de limpieza de las placas solares que permitan una producción de energía aún mayor.

Uno de los peores enemigos de los paneles solares, además de los pájaros y sus excrementos, es la acumulación de polvo y otras partículas, que inciden directamente en una pérdida notable en su eficiencia, de entre el 0,5% y el 63% según los experimentos llevados a cabo por científicos en los últimos años. Las cifras más preocupantes se dan en países con pocas precipitaciones, como España, lo que obliga a los propietarios a limpiarlos regularmente o a contratar a profesionales para que lo hagan en lugares de difícil acceso y con riesgos laborales asociados como son los tejados de las casas.

En la búsqueda de soluciones automatizadas, una de las propuestas más sólidas es la de la empresa australiana Solar Energy Robotics, que lleva años desarrollando un revolucionario sistema de limpieza llamado ASCR (siglas en inglés de "robots autónomos de limpieza solar"). Con una primera versión presentada en 2018, integra una serie de sensores y cepillos que permiten eliminar por completo la suciedad de las placas solares sin necesidad de agua y sin gastar energía, ofreciendo una mejora en la producción de hasta el 40%.

El robot ASCR

Como señalan múltiples estudios, el rendimiento óptimo de los paneles fotovoltaicos depende en gran medida de que estén limpios para que puedan recibir la radiación solar en toda su superficie. El polvo es uno de sus mayores enemigos y, hasta ahora, la mayoría de métodos de limpieza implicaban el uso de agua, lo que implica un gasto añadido al mantenimiento de la instalación.  

Por eso, los ingenieros de la compañía australiana Innovative Energy, de la que depende Solar Energy Robotics, diseñaron una solución tecnológica que, según explican en su página web, "combina herramientas avanzadas de limpieza, robótica, sensores y software analítico". El objetivo final es desarrollar "un producto fiable y sostenible que optimice la eficiencia de las instalaciones solares fotovoltaicas".

El robot ASCR tiene rodillos para desplazarse por los paneles solares Solar Energy Robotics Omicrono

Su diseño se centró en cubrir las necesidades de la industria minera, que en Australia suele estar emplazada en lugares remotos con abundante arena y partículas de polvo. En estas explotaciones, aisladas de la red eléctrica, los sistemas de comunicación dependen en su mayoría de instalaciones fotovoltaicas, que necesitan un mantenimiento muy frecuente dadas las condiciones de un entorno tan árido y hostil.

En regiones como Pilbara, en Australia Occidental, la constante acumulación de polvo en las placas se debe a su cercanía a los caminos de acarreo de la mina. Esto reduce sensiblemente su fiabilidad y su eficiencia, lo que deriva en una dependencia de generadores diésel y, en última instancia, en fallos en los sistemas de comunicación y pérdidas para la empresa explotadora de las minas.

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El robot ASCR, que lleva funcionando en Pilbara desde 2018, sigue actualizándose para mejorar su método de cepillado mecánico en seco. Para ello utiliza cerdas de nailon, suaves pero eficaces, a la vez que la empresa busca nuevos materiales y adecuar la velocidad para mejorar sus prestaciones y eliminar el polvo adherido a la superficie de las placas.

Gracias a su colaboración con los equipos de ingeniería de la Curtin University Innovation Central Perth, Solar Energy Robotics busca integrar nuevos sensores y mejorar su procesamiento con inteligencia artificial a bordo para inspeccionar los paneles y analizar los datos de suciedad mientras realizan las tareas de limpieza. Todo ello sin suministro de agua y con sus propias células solares para no gastar ni un ápice de energía. 

Uno de los modelos del robot ASCR en las oficinas de Solar Energy Robotics Solar Energy Robotics Omicrono

Este sistema de limpieza autónomo permite programar un mantenimiento preventivo, capaz de mejorar la producción de energía y de reducir "la degradación de los paneles causada por la suciedad, incluida la abrasión, la oxidación, el sombreado parcial y la corrosión".

Adiós a la limpieza manual

Esta solución automatizada no pretende sustituir a los trabajadores, sino mejorar sus condiciones para que puedan dedicar su tiempo a tareas menos repetitivas y que no impliquen riesgos para la salud. La limpieza manual de las placas, ya sea en una macrogranja fotovoltaica o en el tejado de las casas, implica una serie de peligros y una tensión corporal que puede derivar en lesiones.

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Además, los métodos de limpieza manual pueden dañar las placas solares por abrasión de los revestimientos antirreflectantes al aplicar agua en su superficie caliente o generando grietas en los paneles de vidrio, muy difíciles de reparar.

En el caso de la mina de Pilbara, donde se dan con frecuencia temperaturas superiores a los 45 ºC, antes de la implantación del ASCR los paneles necesitaban una limpieza con agua cada 4 o 6 semanas, un plazo que se acortaba mucho en los situados cerca de la zona de extracción y las carreteras de transporte adyacentes.

Una de las instalaciones de paneles solares en la mina Solar Energy Robotics Omicrono

"En algunos lugares, los paneles estaban completamente cubiertos después de 2 o 3 días sin limpiar. Podías volver por la tarde y había una capa de polvo de los camiones", indica uno de los responsables de la explotación.

Esas constantes interrupciones en la generación de energía hasta una nueva limpieza implicaban una reducción en la producción y en el almacenamiento de las baterías conectadas de hasta un 40% al mes, algo que el robot de Solar Energy Robotics ha conseguido revertir por completo.

Estos dispositivos que limpian de forma autónoma están completamente adaptados a entornos tan duros como el de la mina, y funcionan de manera independiente gracias a "una batería autocargable y un sistema de comunicación a distancia que garantiza que no haya posibilidad de causar un fallo en el sistema de comunicación del emplazamiento".

Además, pueden configurarse con distintos ajustes en remoto, para seleccionar por ejemplo cuándo y con qué frecuencia limpiar los paneles, en este caso, varias veces al día. De acuerdo con los datos de la empresa, su solución parece fiable y duradera, ya que en apenas dos años ha realizado más de 32.000 limpiezas sin mayor problema.

Uno de los operarios de la mina junto al robot ASCR y los paneles solares Solar Energy Robotics Omicrono

Según la información que aporta Solar Energy Robotics, el ahorro de costes para la empresa minera se cifra en una reducción del 59% en los gastos de limpieza, un aumento del 38% en la generación de energía y un 12% menos de tiempo en la carga de las baterías. 

En un futuro, esta solución de demostrada eficacia puede diversificarse y llegar también a las instalaciones de placas fotovoltaicas de particulares, lo que permitiría olvidarse de la suciedad acumulada y garantizar la máxima producción de energía también en entornos residenciales.