CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema que contribuye a minimizar la cantidad de material particulado que se deposita en la superficie captadora de módulos fotovoltaicos, reduciendo las pérdidas de eficiencia de conversión, y por lo tanto, aumentando la cantidad de energía eléctrica producible, y al mismo tiempo, reduciendo los costos de mantenimiento por limpieza y la cantidad de insumos empleados por las técnicas de limpieza tradicionales.

Esta invención propone un nuevo concepto de limpieza de módulos fotovoltaicos, y corresponde a un sistema que se instala, de manera temporal o permanente, en uno o en varios módulos, y, se incorpora como una alternativa en el campo de las actividades de operación y mantenimiento, necesarias tanto en plantas fotovoltaicas de mediana y gran escala como en instalaciones de menor tamaño que utilicen módulos fotovoltaicos, tales como: instalaciones de generación distribuida domiciliaria, instalaciones de telecomunicaciones en zonas remotas, luminarias autónomas de vías públicas o privadas, etc.

En la actualidad, las principales técnicas de limpieza de módulos fotovoltaicos son llevadas a cabo, en general, de manera manual o mecanizada. En el caso de la limpieza manual, se realiza mediante insumos y utensilios de limpieza accionados por una persona. Por otra parte, en el caso de la limpieza mecanizada, se efectúa mediante insumos y componentes móviles accionados por vehículos o maquinas o incluso por robots autónomos, los cuales pueden ser de pequeño, mediano o gran tamaño, y pueden ser controlados por operadores humanos o mediante sistemas de control totalmente automatizados.

Por motivos de eficiencia económica las principales técnicas de limpieza de módulos fotovoltaicos, mencionadas en el párrafo anterior, no pueden ser i llevadas a cabo durante todos los días del año, por lo que, en función de numerosas variables, se suele optimizar la periodicidad de actividades de limpieza en una instalación situada en una zona con condiciones ambientales especificas.

También es pertinente destacar que, en los últimos años, se han presentado propuestas de técnicas de limpieza mediante artefactos que pueden ser instalados, de manera temporal o permanente, en los módulos fotovoltaicos, tales como: sistemas con escobillas rotatorias y eje con recorrido lineal, sistemas con plumilla con recorrido lineal o con fijación y rotación en un extremo, sistemas de aspersores que recuperan el agua de lluvia, o bien, de sistemas de dispositivos vibradores adosados al modulo, etc.; cuyo objetivo principal es el retiro parcial o total del material particulado, en seco o empleando líquidos. Sin embargo, para su instalación y funcionamiento satisfactorio, requieren de ciertas condiciones iniciales de diseño, tales como: estructuras de soporte construidas con cierto espacio entre los módulos, disponibilidad de alimentación eléctrica para los componentes de accionamientos móviles o vibratorios, disponibilidad de espacio para almacenamiento de agua de lluvia o para la distribución de agua desmineralizada, etc., y, que en base a sus características, no siempre aseguran una periodicidad o efectividad mayor de limpieza, respecto de las técnicas tradicionales.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION

Un objetivo de la presente invención es contribuir a la minimización de las pérdidas de eficiencia de conversión, de radiación solar a energía eléctrica, que se producen en un módulo fotovoltaico, instalado a la intemperie o no; por medio de la reducción de la cantidad de material particulado depositado en la superficie captadora, como resultado del barrido llevado a cabo por un conjunto de cuerdas móviles fijadas, tanto en los bordes como en la superficie captadora de dichos módulos, mediante elementos de sujeción longitudinales o transversales. El movimiento de las cuerdas es forzado por un flujo de aire incidente al modulo fotovoltaico, el cual puede ser experimentado de manera natural, o bien, generado de manera artificial.

En cuanto a los componentes del sistema, se identifican los siguientes: los que llevan a cabo la función de limpieza, los de sujeción a la parte captadora y los de sujeción al modulo fotovoltaico; estos podrán ser diseñados en diferentes formas, tales como: alargados, planos, cilindricos, prismáticos, cónicos, rizados, etc.; con tipos de superficies: lisas o rugosas; o por secciones combinadas de formas y tipos de superficies; estos podrán ser fabricados en base a materiales: metálicos, orgánicos, sintéticos o compuestos; con comportamientos: rígidos o flexibles; con características: transparentes, impermeables, hidrófobas, antiestáticas, magnéticas, u otras.

Los componentes del sistema de auto limpieza pueden ser fabricados en el mismo o en un lugar diferente al sitio de ubicación del módulo fotovoltaico, y la instalación de dichos componentes en dicho módulo no modifica ni la integridad ni el principio de funcionamiento de dicho módulo, por lo que el sistema, luego de un tiempo de instalado, podrá retirarse por motivos de reemplazo y parte o la totalidad de sus componentes podrían ser reciclados.

En cuanto a los posibles efectos indeseados, inmediatos o acumulativos, que se podrían producir junto con el proceso de barrido del material particulado llevado a cabo por el sistema en la superficie captadora de los módulos fotovoltaicos, tales como: proyección de sombra, erosión y pérdida de transparencia en la cubierta captadora, entre otras; estos podrán ser mitigados total o parcialmente a partir del análisis, en la etapa de diseño o en los procesos de mejora continua, a partir de ciertos ajustes a la configuración de los componentes dicho sistema, cuyas variables serán: características de los módulos fotovoltaicos y de su sistema de fijación, características de su orientación y sistema de seguimiento, condiciones ambientales típicas o extraordinarias del sitio de instalación, etc.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Se lleva a cabo referencia a los dibujos mostrados en las figuras adjuntas, en donde:

Figura 1: Presenta una vista general de un modulo foto voltaico (1) con el sistema ya instalado, diseñado en función de las dimensiones físicas particulares de dicho modulo y otros factores, y en la que se resaltan los componentes principales, tales como: las cuerdas para la limpieza de la superficie captadora (2) con uno sus extremos en movimiento libre (8), los elementos de fijación de cuerdas a la superficie captadora (3) los cuales podrían incluir elementos de sujeción en la parte posterior del módulo (7), y los puntos de unión entre las cuerdas a los elementos de fijación (5) y los puntos de unión entre los distintos elementos de fijación (6).

Figura 2: Presenta una vista general de un sistema no instalado, diseñado en función de las dimensiones físicas de un modulo fotovoltaico en particular y otros factores analizados, y en la que se resaltan los componentes principales, tales como: las cuerdas para la limpieza de la superficie captadora (2) con uno sus extremos en movimiento libre (8), los elementos de fijación de cuerdas a la superficie captadora (3) los cuales podrían incluir elementos de sujeción en la parte posterior del módulo (7), y los puntos de unión entre las cuerdas a los elementos de fijación (5) y los puntos de unión entre los distintos elementos de fijación (6).

Figura 3: Presenta una vista general de un modulo fotovoltaico (1) con el sistema ya instalado, diseñado en función de las dimensiones físicas particulares de dicho modulo y otros factores, y en la que se resaltan los componentes principales, tales como: las cuerdas para la limpieza de la superficie captadora (2) con uno sus extremos en movimiento libre (8), los elementos de fijación de cuerdas a la superficie captadora (3) los cuales podrían incluir elementos de sujeción en la parte posterior del módulo (7), y los puntos de unión entre las cuerdas a los elementos de fijación (5), los puntos de unión entre los distintos elementos de fijación (6), y la representación del flujo de aire incidente en el modulo (4) que genera el movimiento de las cuerdas.