Un robot de limpieza para paneles solares

La Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) 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, ROLHUS (Robot Limpiador de Huertas Solares). El proyecto se ha desarrollado a través de un grupo interdisciplinar dirigido por el profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Ciudad Real Pedro Luis Roncero, cuyos miembros pertenecen, en su mayoría, a las áreas de Ingeniería de Sistemas y Automática, de Ingeniería Mecánica y de Mecánica de Fluidos, y en colaboración con investigadores del Parque Científico Tecnológico de Albacete (PCYTA).

Tradicionalmente, la limpieza de las placas solares se ha estado realizando manualmente con agua purificada y, a veces, con agentes limpiadores. Este método 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 y aunque simplifican el trabajo manual, resultan costosos y lentos.

Después de 18 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 solo sea capaz de limpiar instalaciones fotovoltaicas fijas, sino también seguidores solares (paneles fotovoltaicos que se orientan continuamente hacia el sol en función del movimiento de rotación de la Tierra).

Dos de las novedades importantes que presenta son la limpieza, que se realiza mediante vapor de agua a presión, temperatura y caudal controlados, y por otro lado, el empleo de un mecanismo robotizado que garantiza que se ejerza siempre la mínima presión, necesaria para una correcta limpieza, aunque haya desniveles en el terreno por el que circula el vehículo, salvaguardando así, la integridad del panel en todo momento.

Múltiples ventajas

Respecto a otros sistemas existentes, el diseñado para la empresa Solar Bright presenta múltiples ventajas entre las que cabe destacar la rapidez, ya que el vehículo puede realizar la limpieza de forma continua a una velocidad aproximada treinta veces superior a la de 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.

Otro aspecto importante es la reducción del consumo de agua, ya que en la limpieza de un panel se emplean 166 cc (menos de un vaso). Cuenta además con un sistema mecánico controlado en presión que garantiza que ésta sea constante y segura sobre los paneles logrando absorber las oscilaciones producidas por desniveles por los que circula el vehículo de hasta 3 Hz de frecuencia y 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 kilos, 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). También se puede emplear en la limpieza de seguidores solares. 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 Estados Unidos, Israel y la Unión Europea, entre otros, del procedimiento de limpieza desarrollado.