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Casos de investigación

La UCLM desarrolla un novedoso sistema de limpieza de paneles solares
06/07/2011

La Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) a través de un grupo interdisciplinar dirigido por el profesor Pedro Luís Roncero, de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Ciudad Real, cuyos miembros pertenecen, en su mayoría, al área de Ingeniería de Sistemas y Automática, al área de Ingeniería Mecánica y al área de Mecánica de Fluidos, y en colaboración con investigadores del Parque Científico Tecnológico de Albacete (PCYTA), ha desarrollado para la empresa Solar Bright, un proyecto basado en el diseño y construcción de un sistema robotizado y autónomo para limpieza de placas solares, denominado ROLHUS (Robot Limpiador de Huertas Solares).

Tradicionalmente, la limpieza de las placas solares se ha estado realizando manualmente mediante agua purificada y, a veces, con agentes limpiadores. Este sistema es muy caro e inadecuado para grandes superficies, además de resultar muy lento.
Últimamente han aparecido sistemas robotizados más o menos complejos que, en la mayoría de los casos, proyectan agua a presión mediante toberas sobre los paneles solares. Estos sistemas simplifican el trabajo manual, pero presentan el inconveniente del elevado gasto de agua y requieren un tiempo de limpieza considerable. Después de dieciocho meses de investigación y trabajo en el Laboratorio de Hidráulica de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la UCLM, donde se probaron distintas configuraciones del sistema de limpieza hasta definir la configuración final, y tras las mejoras introducidas desde la empresa en el prototipo inicial, ideado por los investigadores de la UCLM y el PCYTA, se ha conseguido que el sistema, no sólo sea capaz de limpiar instalaciones fotovoltaicas fijas sino también seguidores solares. Dos de las novedades importantes que presenta este nuevo sistema, son;  la limpieza, que se realiza mediante vapor de agua a presión, temperatura y caudal controlados, eliminando muy fácilmente y de forma rápida la suciedad mediante un limpiador de un material suave, lo cual permite instalar el nuevo sistema de limpieza en un vehículo y realizarla en marcha, y por otro lado, el empleo de un mecanismo robotizado que garantiza que el sistema de limpieza ejerza siempre la mínima presión, necesaria para una correcta limpieza, aunque haya desniveles en el terreno por el que circula el vehículo, salvaguardando la integridad del panel en todo momento.

                                          

                                                  

                                                               Robot limpiador de huertas solares

Múltiples ventajas

Respecto a otros sistemas existentes, el diseñado para la empresa Solar Bright , presenta múltiples ventajas entre las que cabe destacar:

  1. La rapidez , ya que el vehículo puede realizar la limpieza de forma continua a velocidades de entre 1km/h y 2km/h sin ningún tipo de problemas. De forma aproximada, es unas treinta veces más rápida que una limpieza manual, lo que significa que la superficie de una instalación típica de 1MW que el prototipo tarda en limpiar cinco horas, requeriría del trabajo de cinco operarios durante seis horas diarias a lo largo de cinco días.
  2. El consumo muy reducido de agua gracias al vapor de agua. En la limpieza de un panel se emplean 166 cc de agua (menos de un vaso de agua).
  3. El grado de limpieza, ya que se consigue generar un nivel de producción de energía del panel entre un 97% y un 100% ante unas mismas condiciones de radiación solar.
  4. Un sistema mecánico controlado en presión que garantiza que ésta sea constante y segura sobre los paneles y que logra absorber las oscilaciones producidas por desniveles por los que circula el vehículo de hasta 3 Hz de frecuencia y de hasta 60 cm de amplitud.

También hay que destacar su grado de autonomía de entre 6 y 8 horas, el peso del conjunto inferior a 3.500 kg, y que es operado por una única persona. Según el profesor Roncero, el sistema no presenta ningún inconveniente significativo. Si bien podría presentar algún problema de autonomía en huertas solares con una difícil orografía (por ejemplo en la ladera de una montaña) que requieran de un vehículo más pequeño para poder circular entre los distintos paneles, lo que implicaría una menor capacidad de almacenamiento de agua. No obstante, este problema no es exclusivo de este sistema sino que afecta también al resto de las alternativas de limpieza existentes.


ROLHUS ha sido diseñado para limpiar paneles solares fijos y que se encuentren ubicados en huertas solares (no sobre cubiertas de edificios), por lo tanto este es su principal campo de aplicación. También se puede emplear en la limpieza de seguidores solares (paneles fotovoltaicos que se orientan continuamente hacia el sol en función del movimiento de rotación de la Tierra y de esta forma aumentar el ángulo de incidencia del sol sobre los paneles). En un futuro, la empresa Solar Bright quiere emplear este sistema para la limpieza de colectores de energía solar térmica.


El sistema, ha resultado ganador del Concurso a la Mejor Aplicación organizado por National Instruments donde se valoró la utilización de tecnología más reciente, así como la aplicabilidad del producto final y su complejidad. En la actualidad, la solicitud de patente ya se ha publicado y se ha solicitado otra a nivel internacional, en EE.UU., Israel, y la Unión Europea, entre otros, del procedimiento de limpieza desarrollado.

 

                                                 

                  Grupo de investigadores de  la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Ciudad Real.

 

Agencia de Prensa Científica, 6 de julio de 2011                     


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