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1 Análisis de influencia de la suciedad en FV
28006 Madrid - Spain 231990 Dubai - UAE
Analisis de influencia
de la suciedad en FV
2 Análisis de influencia de la suciedad en FV
28006 Madrid - Spain 231990 Dubai - UAE
Contenido
1. Introducción .......................................................................................................................... 6
2. Artículos Revisados ............................................................................................................... 6
2.1. Calculation of the PV modules angular losses under field conditions by means of an
analytical model. N. Martin, J.M. Ruiz [1]. ................................................................................ 6
2.2. Effect of dust with different physical properties on the performance of photovoltaic
cells. M. S. El‐Shobokshy, F. M. Hussein [2]. ............................................................................. 6
2.3. Degradation of photovoltaic cell performance due to dust deposition on its surface. M.S. El‐Shobokshy, F. M. Hussein [3]. ............................................................... 22
2.4. Effects of Soiling on PV Module and Radiometer Performance. R. Hammond, D. Srinivasan, A. Harris, K. Whitfield, J. Wohlgemuth [4]. .................................... 25
2.5. Aeolian Dust Deposition on Photovoltaic Solar Cells: The Effects of Wind Velocity and Airborne Dust Concentration on Cell Performance. D. Goossens, E. Van Kerschaever [5]. .......................................................................................... 26
3. Conclusiones ....................................................................................................................... 32
6 Análisis de influencia de la suciedad en FV
1. Introducción En este informe vamos a analizar varios artículos de diferentes publicaciones, realizados por
una serie de autores que han analizado la influencia de la suciedad en módulos fotovoltaicos y
como caracterizar y medir esta suciedad.
2. Artículos Revisados
2.1. Calculation of the PV modules angular losses under field conditions by
means of an analytical model. N. Martin, J.M. Ruiz [1] Un módulo fotovoltaico presenta pérdidas angulares en referencia a su comportamiento
nominal. En este artículo se busca un modelo matemático que permita cuantificar estas
pérdidas. Se consideran varios factores tales como: la radiación directa, la radiación difusa, el
ángulo de incidencia de la radiación, la situación geográfica, y la suciedad.
Considerando ésta última como un factor que toma unos valores u otros en función de si es
moderada o alta, pero no entra en profundidad en el análisis del efecto de la suciedad. Por lo
que no se puede obtener ninguna conclusión válida para nuestro estudio.
2.2. Effect of dust with different physical properties on the performance of photovoltaic cells. M. S. El‐Shobokshy, F. M. Hussein[2]
En este artículo se analiza el efecto ocasionado sobre el rendimiento de células fotovoltaicas
de cinco tipos distintos de suciedad (con diferentes propiedades físicas y constituyentes).
La investigación descrita se lleva a cabo en laboratorio, utilizándose para simular al sol
lámparas halógenas de 1000 W cada una, colocadas a una distancia de tres metros de las
células FV. Un sistema de ventilación permite controlar la energía emitida por el simulador y
mantener una temperatura máxima de los paneles de 40ºC. La máxima intensidad de radiación
que se alcanza es de 400 W/m2. Los paneles usados son del modelo M73 de la marca Arco.
Se emplean tres clases distintas de suciedad: la caliza, que es habitual encontrarla en la
atmósfera como polvo; el cemento, que es el principal elemento usado en las construcciones y
está presente en el aire en distintas concentraciones; y el carbón, procedente de la mayoría de
los procesos de combustión y que se puede encontrar cerca de entornos industriales.
Para el caso de la caliza se utilizan tres tamaños de partículas distintos, por lo que en total se
analiza el efecto de cinco tipos diferentes de suciedad (tres de caliza, una de cemento y otra de
carbón). Las muestras de suciedad han sido convenientemente preparadas en el laboratorio y
analizadas bajo microscopio óptico para determinar sus propiedades físicas y el tamaño de
partícula.
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La cantidad de suciedad depositada sobre la superficie de los paneles FV se determina por
diferencia de peso entre el panel sucio y el limpio con una balanza de precisión, y
posteriormente dividida por la superficie del panel para obtener g/m2.
En primer lugar, se representa la intensidad de cortocircuito normalizada (usando como
referencia los valores de una célula limpia) en función de la cantidad de polvo depositada, para
las cinco clases de suciedad consideradas, y para una radiación recibida de 195 W/m2. Las
suciedades, además de por su densidad, se caracterizan (tal y como muestra la leyenda), por el
diámetro de sus partículas:
Figura. 4.1: Variación de la intensidad de cortocircuito con la densidad de polvo depositada para los cinco tipos de suciedad empleados.
Los autores del artículo dedujeron que la degradación del rendimiento fotovoltaico no sólo
depende de la densidad del polvo acumulado, sino también del tipo de polvo, además de la
distribución de tamaño. También que las partículas de polvo más finas tienen un mayor efecto
de deterioro sobre el rendimiento, que las partículas más gruesas. Esto se atribuyó al hecho de
que las partículas finas se distribuyen de una manera más uniforme dejando menos vacío
entre ellas por donde la luz pueda pasar. Pudieron apreciar que la pendiente de las curvas
correspondiente a partículas finas es un poco mayor que la correspondiente a las gruesas, por
lo que el rendimiento de las células FV es más sensible a la acumulación de polvo de partículas
del primer tipo.
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9 Análisis de influencia de la suciedad en FV
De forma similar se representa la potencia producida frente a la densidad de polvo depositada:
Figura 4.2: Variación de la potencia producida con la densidad de polvo acumulada para los cinco tipos de suciedad empleados.
Observaron un comportamiento análogo al de la corriente de cortocircuito, por lo que lo anteriormente comentado también es válido aquí. Las conclusiones obtenidas por los autores del artículo tras la realización y el análisis de los
resultados obtenidos en el ensayo fueron:
• La acumulación de polvo en la superficie de los paneles fotovoltaicos afectan a su
rendimiento.
• Se necesita información sobre el tipo de polvo acumulado (tipo de material,
distribución de tamaño y densidad de deposición) para cuantificar su efecto en la
potencia producida.
• Tanto la intensidad de cortocircuito como la potencia producida decrece más
rápidamente con la deposición de pequeñas cantidades de partículas más finas.
• Las pérdidas son mayores con cemento, y aún peor con carbón, debido a que absorbe
mucha cantidad de radiación. Hace falta solo una densidad de 28 g/m2 de carbón para
reducir un 20% la intensidad de cortocircuito.
A partir de los datos obtenidos de este artículo, se ha realizado un estudio propio de las derivadas del comportamiento (tendencia en función de la densidad) de la variación tanto de la intensidad de cortocircuito, como de la potencia producida. Para ello se han tomado los datos suministrados por las gráficas de las figuras 4.1 y 4.2, y se han introducido en un archivo
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Excel. Los datos han sido correlacionados por dos tipos de regresiones (polinomial y exponencial), para poder posteriormente realizar las derivadas. Los resultados se muestran a continuación:
Para la intensidad de cortocircuito:
Figura 4.3: Variación de la intensidad de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para los cinco tipos de suciedad.
Figura4.4: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 80 µm y con regresión polinomial.
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Figura 4.5: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 80 µm y con regresión exponencial.
Figura 4. 6: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 60 µm y con regresión polinomial.
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Figura 4.7: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 60 µm y con regresión exponencial.
Figura 4.8: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 50 µm y con regresión polinomial.
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Figura 4.9: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 50 µm y con regresión exponencial.
Figura 4.10: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 10 µm y con regresión polinomial.
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Figura 4.11: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 10 µm y con regresión exponencial.
Figura 4.12: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 5 µm y con regresión polinomial.
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Figura 4.13: Variación y derivada de la corriente de cortocircuito normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 5 µm y con regresión exponencial.
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Para la potencia producida:
Figura 4.14: Variación de la potencia normalizada con la densidad de polvo depositado.
Figura 4.15: Variación y derivada de la potencia no depositado para un tamaño de partícula de 80 normalizada con la densidad de polvo µm y con regresión polinomial.
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Figura 4.16: Variación y derivada de la potencia normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 80 µm y con regresión exponencial.
Figura 4.17: Variación y derivada de la potencia no depositado para un tamaño de partícula de 60
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Figura 4.18: Variación y derivada de la potencia normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 60 µm y con regresión exponencial.
Figura 4.19: Variación y derivada de la potencia no depositado para un tamaño de partícula de 50
19 Análisis de influencia de la suciedad en FV
Figura 4.20: Variación y derivada de la potencia normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 50 µm y con regresión exponencial.
Figura 4.21: Variación y derivada de la potencia no depositado para un tamaño de partícula de 10
20 Análisis de influencia de la suciedad en FV
Figura 4.22: Variación y derivada de la potencia normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 10 µm y con regresión exponencial.
Figura 4.23: Variación y derivada de la potencia no depositado para un tamaño de partícula de 5
21 Análisis de influencia de la suciedad en FV
Figura 4.24: Variación y derivada de la potencia normalizada con la densidad de polvo depositado para un tamaño de partícula de 5 µm y con regresión exponencial.
En los gráficos de la derivada se puede observar lo que ya se preveía, que la pendiente es
mayor para pequeñas acumulaciones, independientemente del tamaño de partícula (ya sea
analizando la curva de Isc/Im o de P/Pclean), es decir, hay un comportamiento asintótico de la
pendiente con la acumulación de suciedad de forma que conforme se aumenta la cantidad de
suciedad depositada, la pendiente aumenta pero progresivamente de manera menos
pronunciada hasta que llega un momento en el que prácticamente permanece constante.
Esto tiene como resultado que el incrementar la cantidad de suciedad depositada tenga un
mayor efecto cuando ese incremento se realiza con respecto a una cantidad pequeña que con
respecto a una cantidad mayor. Es decir, sí aumento la cantidad de suciedad aplicada en 25
g/m2 existiendo previamente una cantidad ya aplicada de 50 g/m2 la pérdida que se produce
tanto en la intensidad de cortocircuito como en la potencia es mayor que si aumento en 25
g/m2 cuando previamente existe aplicada 75 g/m2 de suciedad.
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2.3. Degradation of photovoltaic cell performance due to dust deposition on its surface. M.S. El‐Shobokshy, F. M. Hussein[3]
En este artículo se estudian los efectos de la suciedad en el rendimiento de una célula
fotovoltaica al aplicarle suciedad previamente preparada.
La investigación se lleva a cabo en laboratorio, utilizándose para simular al sol lámparas
halógenas de 1000 W cada una, colocadas a cierta distancia de las células FV. Un sistema de
ventilación permite controlar la energía emitida por el simulador y mantener una temperatura
máxima de los paneles de 35ºC. La máxima intensidad de radiación que se alcanza es de 400
W/m2. Los paneles usados son del modelo M73 de la marca Arco.
Para la preparación de la suciedad se utiliza piedra caliza, molida y secada. La muestra es
convenientemente preparada en el laboratorio y analizada bajo microscopio óptico para
determinar sus propiedades físicas y el tamaño de partícula.
La cantidad de suciedad depositada sobre la superficie de los panales FV es determinada por
diferencia de peso entre el panel sucio y el limpio con una balanza de precisión, y
posteriormente dividida por la superficie del panel para obtener g/m2.
Aplicada la suciedad sobre la superficie del panel los autores del artículo obtuvieron los
siguientes resultados:
Figura 4.25: Característica I‐V de la célula fotovoltaica para diferentes densidades de deposición del polvo.
23 Análisis de influencia de la suciedad en FV
En esta figura se muestra la curva I‐V de la célula FV para distintas densidades de suciedad de
la piedra caliza, trabajando bajo una radiación de 195 W/m2.
Cuando el panel estaba limpio se tenía un valor de 300 mA en la corriente de cortocircuito,
cuando la suciedad comenzó a acumularse en la superficie este valor empezó a disminuir
llegando a 50 mA para una densidad de 253 g/m2.
Con el objetivo de analizar la razón de reducción en la corriente de cortocircuito, se representó
dicha corriente normalizada (usando como valor de referencia el correspondiente al panel
limpio) en función de la acumulación de suciedad:
Figura 4.26: Variación de la intensidad de cortocircuito con la densidad de polvo acumulada. Se observó una reducción no lineal de la corriente con la densidad de polvo acumulado.
24 Análisis de influencia de la suciedad en FV
Figura 4.27: Variación de la máxima potencia producida con la densidad de polvo acumulado.
En esta figura se muestra el efecto de la acumulación de polvo en la potencia producida por el
panel solar. Se produjo una reducción de la potencia del 12% (con respecto a la condición de
panel limpio), cuando se tenía una densidad de 253 g/m2 de polvo depositado.
Las conclusiones obtenidas por los autores tras la realización del ensayo fueron:
• La acumulación de suciedad sobre la superficie de los paneles fotovoltaicos reduce la potencia producida por los mismos.
• El grado de deterioro depende de la masa de partículas de polvo por unidad de área del panel.
• La suciedad con un diámetro medio de 80 µm y una densidad de 250 g/m2, reducen la intensidad de cortocircuito un 82% y la potencia obtenida en un 84%. Aquí se ve que la reducción en la intensidad de cortocircuito y la potencia son del mismo orden.
Se trata de un artículo previo al anterior cuyo alcance es más reducido. Podemos observar que
las conclusiones obtenidas suponen una parte de los ensayos realizados posteriormente.
25 Análisis de influencia de la suciedad en FV
2.4. Effects of Soiling on PV Module and Radiometer Performance. R.
Hammond, D. Srinivasan, A. Harris, K. Whitfield, J. Wohlgemuth[4]
En este artículo se analiza el efecto de la suciedad en módulos PV y radiómetros, para lo cual
se han llevado a cabo tres estudios independientes, considerando periodos de ensuciamiento
que van desde 16 meses hasta 5 años. El experimento se localiza en Phoenix, en el área local
de Arizona.
Los estudios realizados son los siguientes:
- 3 sistemas (fijo, seguidor a 2 ejes y seguidor a 1 eje) que se mantuvieron sin limpiar
durante 5 años.
- 3 módulos FV, de los cuales uno no se limpió durante la duración del experimento,
mientras que los otros dos se limpiaron en intervalos de tiempo de 1 a 3 meses justo
antes de realizar las medidas.
- 3 parejas de módulos FV procedente de 3 fabricantes distintos, con tres pares de
radiómetros diferentes (6 en total). Cada pareja de módulos tenía sus dos radiómetros
correspondientes. En cada una de las parejas, un conjunto de módulo/radiómetro se
mantenía sin limpiar mientras que el otro se limpiaba dos veces por semana.
Los autores del artículo llegaron a las siguientes conclusiones:
• La suciedad debida a excrementos de pájaros es mucha más seria que la debida al
polvo.
• Para módulos con ángulo de incidencia normal al Sol la suciedad produce una pérdida
máxima en la intensidad de cortocircuito del 3% entre periodos de lluvias.
• Al llover los módulos recuperan 1% de su potencia.
• Los efectos de la suciedad son mayores cuando aumenta el ángulo de incidencia de la
radiación.
• Las pérdidas de los radiómetros varían desde un 2% hasta un 6% en función de la
tipología.
• La limpieza, tanto de los módulos como de los radiómetros puede llegar a ser efectiva
en términos económicos, sobre todo la debida a excrementos de pájaros.
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2.5. Aeolian Dust Deposition on Photovoltaic Solar Cells: The Effects of Wind Velocity and Airborne Dust Concentration on Cell Performance.
D. Goossens, E. Van Kerschaever[5]
En este artículo se llevan a cabo experimentos con túnel de viento para analizar el efecto de la
velocidad del viento y de la concentración de polvo en el aire en la caída del rendimiento de
una célula FV causada por la acumulación de polvo sobre la misma. Se emplean cuatro
velocidades de viento diferentes (manteniéndose la concentración de polvo en el aire
constante), y cuatro concentraciones de polvo en suspensión diferentes (manteniendo la
velocidad del viento constante).
Efectos de la velocidad del viento:
Los gráficos y resultados obtenidos por los autores del artículo sobre el efecto de la velocidad
del viento se muestran a continuación:
27 Análisis de influencia de la suciedad en FV
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Figura 4.38: Variación de: (A) corriente de cortocircuito; (B) voltaje de circuito abierto; (C) máxima potencia de salida; (D) porcentaje de reducción de la radiación; (E) factor de potencia, con el tiempo de acumulación (izquierda) y la cantidad de polvo depositado (derecha), para diferentes valores de velocidad del viento.
Los gráficos de la izquierda muestran la evolución de la intensidad de cortocircuito (Isc), de la
tensión de circuito abierto (Voc), de la potencia máxima (Pmáx), de la intensidad solar recibida
por la célula FV (R) y del factor de potencia (FF) como función del tiempo de sedimentación. Es
decir, representa el efecto sobre dichos parámetros de tormentas de velocidades de viento
diferentes. Los gráficos de la derecha representan esos mismos parámetros en función de la
cantidad de polvo acumulada en la superficie de las células FV. Muestran por tanto, el efecto
de la sedimentación del polvo como consecuencia de distintas velocidades de viento sobre los
parámetros mencionados.
Las figuras A1‐E1 ponen de manifiesto que el efecto aerodinámico del viento en la caída del
rendimiento de las células es considerable. La degradación debida a la acumulación de polvo
se ve incrementada con la velocidad del viento para todos los parámetros analizados, excepto
para el factor de potencia, que no parece seguir una variación sistemática en el intervalo de
tiempo considerado.
Las figuras A2‐E2 muestra que el efecto de la sedimentación causada por el viento es pequeño,
pero sistemático. Cuanto menor es la velocidad del viento, mayor es la caída del rendimiento
de las células FV debida a la acumulación de polvo. Se aprecia una alteración local de esta
tendencia en los diagramas de la Voc y del FF, pero la idea general es clara. Aparentemente, la
transmisión de la luz a través de la capa de polvo creada a bajas velocidades del viento es
menor que a través de aquellas creadas por velocidades mayores.
Efectos de la concentración de polvo en suspensión:
Gráficas similares a las anteriores fueron obtenidas, pero analizando los diferentes parámetros
de la célula frente a 4 concentraciones de suciedad diferentes:
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30 Análisis de influencia de la suciedad en FV
Figura 4.39: Variación de: (A) corriente de cortocircuito; (B) voltaje de circuito abierto; (C) máxima potencia de salida; (D) porcentaje de reducción de la radiación solar; (E) factor de potencia, con el tiempo de acumulación (izquierda) y la cantidad de polvo depositado (derecha), para diferentes valores de concentración de polvo en suspensión Las figuras A1‐E1 muestran que el aire que tiene una alta concentración de polvo produce una
mayor degradación que aquel que tiene menor cantidad de polvo. Esta tendencia es similar en
todos los diagramas, excepto el correspondiente al factor de potencia. Mientras que las figuras
A2‐E2 muestran que la sedimentación causada por la concentración de polvo en el aire no
afecta a la caída del rendimiento, excepto tal vez para el caso de la tensión a circuito abierto,
donde pequeñas concentraciones de polvo parecen ocasionar mayores caídas del rendimiento.
En general, la concentración de polvo en el aire parece no afectar a la transmisión de la luz a
través de la capa de polvo depositada sobre las células PV.
31 Análisis de influencia de la suciedad en FV
Conclusiones de los autores del artículo tras el análisis de los resultados:
La deposición (y acumulación) de las partículas finas de polvo en suspensión sobre la
superficie del módulo afecta significativamente al rendimiento de las células FV.
La velocidad del viento produce un importante impacto sobre el rendimiento de una
célula PV. Altas velocidades del viento producen altas acumulaciones de polvo sobre la
célula, resultando en una pronunciada caída del rendimiento. En caso de velocidades
del viento bajas, la acumulación de polvo es menor, y la caída del rendimiento de la
célula es menos rápida. El viento también afecta a la sedimentación del polvo en
suspensión y por tanto a la capa de polvo formada sobre la superficie de la célula FV.
La transmisión de la luz es mayor para capas creadas con altas velocidades del viento
que para aquellas formadas por vientos más suaves, produciéndose una mayor caída
del rendimiento durante vientos flojos. Los experimentos indican que este efecto es
menos importante que el anterior, por lo que en general, la caída del rendimiento de
la célula FV es mayor para velocidades altas.
La concentración de polvo en el aire también afecta a la caída del rendimiento de la
célula FV. Altas concentraciones conducen a altas acumulaciones de polvo sobre la
superficie de la célula. Sin embargo no parece afectar a la transmisión de la luz a través
de la capa de polvo formada.
32 Análisis de influencia de la suciedad en FV
3. Conclusiones
La búsqueda de artículos ha revelado que la mayoría de los estudios e investigaciones
publicados sobre los dispositivos solares térmicos y fotovoltaicos usualmente se han centrado
en el estudio de la radiación disponible, diseño y tamaño de los sistemas, estrategias de
operación eficientes, así como de los parámetros que afectan al rendimiento de tales sistemas
como son: los factores climatológicos y geográficos, orientación, inclinación y parámetros
geométricos de los dispositivos, el fluido de trabajo, fabricación y materiales empleados, etc.
Las publicaciones relativas a este tema ascienden a varios miles de artículos procedentes de un
gran número de investigaciones, que han analizado y discutido en detalle las características de
rendimiento de varios tipos de tecnologías. Sin embargo, son pocos los estudios que examinan
los efectos de la suciedad y la acumulación del polvo. El problema no ha sido aún bien
investigado.
Las conclusiones más importantes obtenidas tras la lectura de los artículos son las siguientes:
Conclusiones genéricas:
• El efecto del polvo sólo se ha analizado considerando una distribución homogénea del
mismo. No se ha considerado en ningún momento el efecto provocado por el polvo
para el caso de que éste se encuentre formando “manchas" sobre la superficie, dando
lugar a la existencia de zonas de la célula que presentan una mayor cantidad de polvo
acumulado que otras. Esta situación se presenta por ejemplo, debido a la inclinación
de los módulos, que hace que el polvo tienda a acumularse en la parte inferior de
estos. Tampoco se ha considerado el efecto de conexionado de módulos con
diferentes niveles de suciedad.
• Todos los autores caracterizan el grado de suciedad existente en la superficie de los
dispositivos en función de su masa/superficie, o lo que es lo mismo, por la densidad
de polvo acumulado (g/m2) y algunos de ellos complementado con el tipo o tamaño de
las partículas (µm).
• Ninguno caracteriza el grado de suciedad de un módulo fotovoltaico por la reducción
provocada en el nivel de irradiancia que llega a la superficie al comparar un módulo
sucio con uno limpio. Esto último, en caso de ser posible resultaría mucho más práctico
y realizable, ya que la irradiancia recibida por los paneles es fácil de medir con la
instrumentación disponible hoy en día, mientras que determinar la densidad de polvo
acumulada en g/m2 sería mucho más tedioso y menos automatizable.
33 Análisis de influencia de la suciedad en FV
• La cantidad de polvo depositada sobre una superficie depende de múltiples factores,
tales como la concentración de polvo en la atmósfera, orientación e inclinación de los
dispositivos, localización geográfica de la planta, existencia de actividades agrícolas e
industriales próximas, dirección e intensidad del viento, estación del año, climatología
del lugar, etc. Esto ha conducido a la realización de distintos tipos de ensayos y
experimentos, con distintos tipos de consideraciones en cuanto a los parámetros
anteriormente mencionados, llegando incluso al empleo de túneles de viento para
simular distintas velocidades. Como consecuencia de esta fuerte dependencia, la
estimación de las cantidades de polvo en un cierto periodo son muy difíciles de realizar
con precisión. Incluso su medida en una planta fotovoltaica no es fácil de obtener con
precisión.
• La acumulación de polvo sobre la superficie de los dispositivos solares tiene un
importante efecto sobre el rendimiento de los mismos al provocar una disminución de
la transmisividad. Esta disminución de la transmisividad de un vidrio en función de la
densidad de polvo acumulada en g/m2 ha sido cuantificada por varios autores. Así para
una cantidad de polvo depositada de 8.45 g/m2 se obtiene una reducción de la
transmisividad de 28 %.
• El descenso que experimenta la transmisividad del vidrio como consecuencia de la
suciedad disminuye a medida que aumenta la cantidad de polvo acumulado, es decir
que si la cantidad de polvo depositado sobre la superficie del vidrio se duplica con
respecto a la cantidad que tiene en una situación determinada, la transmisividad no se
ve disminuida a la mitad del valor que tenía, sino que es algo menor que el doble de
ese valor inicial. Por lo tanto la pendiente de la curva reducción de la transmisividad en
función de la densidad de polvo acumulado va disminuyendo aunque no linealmente.
Esto es debido a que las partículas tienden a acumularse unas encimas de otras en vez
de cubrir más área del dispositivo
• La cantidad de polvo que se acumula en los dispositivos y en consecuencia la
disminución de la transmisividad como resultado de la suciedad acumulada es menor
cuanto mayor es el ángulo de inclinación del dispositivo debido a que la cantidad de
polvo depositado disminuye como consecuencia de la interacción de la gravedad que
hace que las partículas tiendan a rodar por la superficie.
Conclusiones para el caso de células y módulos FV:
• El polvo acumulado sobre la superficie de las células tiene un efecto negativo en la
potencia producida. La disminución que se produce es debida a una disminución de la
intensidad de cortocircuito, mientras que la tensión de circuito abierto se mantiene
prácticamente constante.
34 Análisis de influencia de la suciedad en FV
• Este efecto del polvo en la intensidad de cortocircuito y por lo tanto en la potencia
producida por el módulo se hace menos pronunciado conforme aumenta la cantidad
de polvo (g/m2) acumulado, es decir, la pendiente de la curva intensidad de
cortocircuito‐densidad de polvo acumulado, y de la curva potencia‐densidad de polvo
acumulado va disminuyendo progresivamente, aunque no de manera lineal.
• La degradación de los módulos FV causado por el polvo no solo depende de la
densidad de polvo acumulado, sino también del tipo de polvo, además de la
distribución de tamaño. Así mismo, las partículas más finas tienen un mayor efecto de
deterioro, que las partículas más gruesas. Esto se atribuye al hecho de que las
partículas finas se distribuyen de una manera más uniforme dejando menos vacío
entre ellas por donde la luz pueda pasar. Todo esto se pone de manifiesto en los
resultados obtenidos por El‐Shobokshy y Hussein [2]. Así para una cantidad de polvo
de 100 g/m2 procedente de piedra caliza se obtuvo una intensidad de cortocircuito
normalizada de 0.29, 0.37 y 0.53 para unos diámetros de partícula de 50 µm, 60 µm y
80 µm respectivamente. El efecto es peor si las partículas proceden del cemento, y aún
más si son de carbón. Para alcanzar una reducción de la intensidad de cortocircuito del
20% hizo falta una deposición de partículas de carbón de solo 28 g/m2, frente a los 72
g/m2, 125 g/m2 (50 µm), 168 g/m2 (60 µm) y 230 g/m2 (80 µm) que fueron necesarios
para el caso de cemento y caliza respectivamente.
Por último decir que también son pocos los estudios encontrados sobre el efecto del
polvo en regiones lluviosas. Ya que el índice de perdida debida a la suciedad del polvo
es baja ya que se producen efectos de lavado provocados por la lluvia y la nieve.