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Limpia tus paneles solares sin mover un dedo.

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Investigadores alemanes crearon una fina capa de óxido de titanio que mejora la eficiencia de los paneles solares.

La energía solar en España está creciendo gracias a proyectos innovadores implementados en el país. Con la llegada de las bajas temperaturas y el aumento de los precios de la electricidad, no son pocos los hogares que optan por instalar placas solares como alternativa al autoconsumo. Aunque esta decisión, sin duda, hará que los usuarios sean conscientes de que tales estructuras deben limpiarse.

Este es un problema que no debe pasarse por alto ni siquiera por la persona más descuidada, ya que se estima que si el polvo interfiere con el funcionamiento de un panel solar, la potencia convertida del panel solar se puede reducir en un 30 % después de unas pocas semanas. Afortunadamente, gracias a un invento alemán, la tarea de limpiar los paneles solares parece ser cosa del pasado. No en vano, el invento provino de un país germánico, ya que fue la primera generación de energía solar en Europa.

Limpieza automática, paneles solares
© Fraunhofer FEP
Coating with titanium dioxide a) initial state (hydrophobic, water drops contact angle approx. 95°) b) after irradiation with UV light for 30 minutes (superhydrophilic, contact angle <5°)

Específicamente, el Instituto Fraunhofer es una organización de más de 70 institutos ubicados en todo el país. El equipo del Instituto Fraunhofer de Electrónica Orgánica, Plasmas y Tecnología de Haz de Electrones se dio cuenta de que los paneles solares sucios pierden eficiencia rápidamente a medida que se acumula la suciedad. Debido a que los paneles a menudo se ubican en los techos o en lugares de difícil acceso, sus usuarios a menudo no son conscientes de esta pérdida de eficiencia.

Para evitar esto, los investigadores alemanes intentaron diseñar un material que pudiera limpiar los paneles sin que nadie tuviera que mover un dedo. Los mecanismos desarrollados hasta ahora para el mismo propósito tienen la desventaja de qué o bien repelen o bien atraen el agua. En el Instituto Fraunhofer, han podido hacer que las superficies sean funcionales (hidrofóbicas e hidrofílicas) simultáneamente en solo 30 minutos de exposición a la luz.

El material: hidrofóbico e hidrofílico

Lo primero a tener en cuenta para diseñar un producto de este tipo es que no impida la generación de energía. Por eso se ha utilizado un material ultrafino y liviano, además de transparente.

Además del espesor, también es importante su composición. El compuesto utilizado es óxido de titanio. En estado hidrofóbico, el elemento permite la formación de pequeñas gotas de agua en la superficie en ausencia de radiación UV. Por lo tanto, todavía no puede cumplir con el requisito de atraer y repeler el agua según las necesidades de cada momento.

Sin embargo, el equipo del Instituto Fraunhofer ha conseguido que cuando el dióxido de titanio se expone a la luz (especialmente en el espectro ultravioleta), cambia de estado y es capaz de absorber agua, manteniendo así la superficie húmeda, formando una fina capa de agua. Es gracias al proceso hidrofílico foto inducido. De esta manera, el material puede cambiar su respuesta al agua dependiendo de la hora del día.

Por tanto, el polvo que suele acumularse a lo largo del día no puede adherirse a la superficie del tablero porque tiene una capa húmeda. Por la noche, el agua se convertirá en gotitas, que finalmente eliminarán la suciedad de la estufa. Este cambio periódico de hidrofóbico a hidrofílico es un sistema de limpieza automático.

Según el MIT, el uso de esta tecnología puede ahorrar mucha agua, ya que la limpieza regular de los paneles consume la misma cantidad de agua que usan 2 millones de personas. No cabe duda de que esta tarifa contradice la idea de sostenibilidad que pretende difundir la solar.
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Lo más destacable de este invento no es solo que puede limpiar productos sin intervención humana. Otra característica del óxido de titanio es la desinfección de superficies y la destrucción de moléculas orgánicas que puedan surgir. Es precisamente esta fotocatálisis activada por UV en dióxido de titanio que produce superficies antimicrobianas y estériles que es de particular interés para la tecnología médica.

Para probar la efectividad del material, los investigadores hicieron un rollo de vidrio delgado de 20 centímetros de largo y 30 centímetros de ancho. Algunas dimensiones no tienen sentido cuando se considera el espesor de unas 100 micras o las capas de TiO2 utilizadas hasta 150 nm.

En desarrollo

El equipo del Instituto Fraunhofer reconoce que todavía hay que hacer algunas pruebas antes de que el material salga finalmente al mercado. De hecho, siguieron trabajando en mejorar aspectos del material, como su fragilidad o su vulnerabilidad al calor.

Los investigadores ni siquiera descartan la posibilidad de cambiar los compuestos utilizados. En este sentido, están considerando la posibilidad de utilizar películas de polímero en lugar de dióxido de titanio para futuras pruebas de este trabajo, que forma parte del proyecto NewSkin, financiado con fondos europeos.

Lo que sí saben es que será un material que no se reducirá al uso en paneles solares. Esto se puede aplicar a superficies distintas de la superficie del módulo fotovoltaico. “Si bien se puede utilizar directamente sobre paneles solares, también se puede adaptar a fachadas e incluso se puede colocar sobre superficies curvas”, explica Valentín Heiser, investigador del Instituto Fraunhofer y uno de los autores del estudio.

Hablando de paneles solares, esta no es la primera tecnología que se utiliza para eliminar la suciedad. Un equipo de investigadores del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) utiliza la repulsión electrostática para hacer que las partículas de polvo o arena salten sobre la superficie de un dispositivo de limpieza.

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