Cleaning photovoltaic panels
Introduction
Fouling is the buildup of material on the light-collecting surfaces of solar energy systems. The accumulated material blocks or scatters the incident light, causing a loss of power. Common dirt materials include mineral dust, bird droppings, fungi, lichens, pollen, engine exhaust, and agricultural emissions. Dirt affects photovoltaic systems, concentrated photovoltaic energy and concentrated solar (thermal) energy. However, the effects of fouling are more notable in concentrating systems compared to non-concentrating systems.[1] It is important to note that fouling refers to both the accumulation process and the accumulated material itself.
There are multiple ways to reduce the impact of dirt. The anti-dirt coating [2] is the most relevant alternative for solar energy projects. However, to date, the most common method has been cleaning with water, due to the lack of anti-dirt coatings previously. The effects caused by dirt differ significantly from one area to another, even within the same region. In areas where rainfall is common, energy losses due to dirt can be less than 1%.[3] As of 2018, the average annual global energy loss due to dirt was estimated to be between 5% and 10%. This translated into an estimated loss of income of between 3 and 5 billion euros.[1].
Physics of fouling
Contenido
El ensuciamiento suele ser causado por la deposición de partículas en el aire, incluidos, entre otros, polvo mineral ( sílice "Óxido de silicio(IV)"), óxidos metálicos, sales "Sal (química)") ), polen y hollín . Sin embargo, el ensuciamiento puede incluir cualquier material depositado que bloquee la luz, como la nieve, hielo, escarcha, diversos tipos de contaminación industrial, partículas de ácido sulfúrico, excrementos de pájaros, hojas que caen, polvo de piensos agrícolas y el crecimiento de algas, musgo, hongos, líquenes o biopelículas de bacterias.[1][4] Cuál de estos mecanismos de ensuciamiento es más prominente varía según la ubicación.
El ensuciamiento puede bloquear completamente la luz (ensuciamiento duro) o dejar pasar algo de luz solar (ensuciamiento suave). En caso de ensuciamiento suave, parte de la luz transmitida se dispersa "Dispersión (física)") .
La dispersión provoca que la luz se difuse, o sea, que los rayos se dispersen en múltiples direcciones. Aunque la energía fotovoltaica tradicional puede operar eficientemente con luz difusa, tanto la energía solar concentrada como la fotovoltaica concentrada dependen exclusivamente de la luz ( colimada ) que llega directamente del sol. Por este motivo, la energía solar concentrada es más sensible a la suciedad que la fotovoltaica convencional. Las pérdidas de energía típicas inducidas por la suciedad son entre 8 y 14 veces mayores en la energía solar concentrada que en la fotovoltaica.[5].