Superfícies gelòbiques per gel, vessament de neu a escala d'utilitat solar

Els investigadors nord-americans han desenvolupat un sistema de recobriment que es diu que permet eficaçment l'eliminació passiva i repetida de neu i gel a les plantes solars a escala de serveis públics en una àmplia gamma de temperatures sota zero fins a -35 graus centígrads.

“Amb algunes proves addicionals, la nostra tecnologia seria aplicable immediatament a instal·lacions solars reals,” l'autor corresponent de la investigació, Anish Tuteja, va dir a pv magazine.“Tenim previst fer experiments més extensos aviat, on el recobriment es provarà durant un parell d'anys en panells solars exteriors.”

Els 50μEl recobriment m consisteix en una superfície òpticament transparent que presenta una adhesió a la interfície de gel i una resistència extremadament baixes. Es va fabricar utilitzant una solució d'oli de triglicèrids de cadena mitjana (MCT) amb un contingut en pes del 60% en pes per plastificar dos clorurs de polivinil de polímer industrial comuns coneguts com MC2 i MC6, respectivament.

Les dues solucions es van provar en un subconjunt de panells de 72 cel·les de 2 x 1 m en un sistema fotovoltaic connectat a la xarxa operat per una empresa d'Alaska a Fairbanks durant els hiverns del 2019 i del 2020. L'angle d'inclinació de la instal·lació es va establir en 45 graus per facilitar caiguda de neu, i els 16 mòduls utilitzats per a l'experiment estaven equipats amb microinversors. Tant les solucions MC2 com MC6 es van aplicar al vidre de la superfície del mòdul i al marc estructural.

Els panells es van instal·lar quatre per amunt en orientació horitzontal i cada columna, incloent panells revestits, estava separada per una columna que allotjava panells no recoberts.“Les dades sobre vessament de neu es van recollir mitjançant una càmera de grau d'investigació ubicada amb normalitat a cada matriu i amb un camp de visió suficient per capturar la gamma completa de panells experimentals.” van explicar els científics.“En qüestió de minuts, tant les columnes MC2 com MC6 van mostrar un despreniment de neu accelerat, en relació amb la columna de control sense recobrir, amb una cobertura de neu reduïda al voltant d'un 61% i aproximadament un 32% en MC2 i MC6 [panells recoberts], respectivament.”

Els panells no recoberts, en canvi, van romandre completament coberts de neu i gel durant el període de prova i van poder produir gairebé zero electricitat. La retirada de neu causada pel vent va ser mínima durant les proves, ja que es van registrar vents de velocitat molt limitada.

Els científics van trobar que la solució MC2 aconsegueix el millor rendiment, donant lloc a una àrea de cobertura de neu mitjana de només un 27,7%, mentre que la solució MC6 va aconseguir una mitjana del 45,4%. Es va trobar que aquest últim tenia una resistència mecànica menor, la qual cosa també provocava delaminació dels panells. El primer va mantenir el seu rendiment i estabilitat durant els 77 dies de l'experiment.

Els científics van destacar que la tecnologia de recobriment és capaç d'eliminar diferents tipus de neu i gel i van dir que també es pot aplicar a la fotovoltaica integrada a l'edifici.“S'espera que els costos dels materials siguin bastant baixos,” Tuteja va dir a pv magazine.“Jo estimaria que són menys d'1 $ per metre quadrat.”

La nova tècnica es proposa al document Facilitating Large Scale Snow Shedding from In-Field Solar Arrays utilitzant superfícies gelòbiques amb baixa tenacitat interfacial, publicat a Advanced Materials Technologies. El grup de recerca està format per científics de la Universitat de Michigan, la Universitat d'Alaska i els Sandia National Laboratories del Departament d'Energia dels Estats Units'.