Investigadores de la Universidad de Johannesburgo, en Sudáfrica, han desarrollado un sistema de limpieza para módulos solares basado en el sensor de color TCS3200 y el microcontrolador de código abierto Arduino Uno.
El TCS3200 es un convertidor programable de luz de color a frecuencia equipado con diodos emisores de luz blanca (LED) que iluminan la superficie de un objeto para detectar el color, y el objeto refleja la luz al sensor para determinar las intensidades de color.
«El TCS3200 puede detectar el color de la luz incidente y emitir ondas cuadradas con ciclos de trabajo del 50%», explican los científicos. «Comparado con otros instrumentos científicos, este sensor tiene un coste razonablemente bajo».
El microcontrolador es el elemento clave de todo el sistema, que también incluye un controlador de motor de 46 V, dos motores de corriente continua de 12 V, un controlador de carga, una batería recargable, un regulador de voltaje y un cepillo de rodillo.
«El cepillo de rodillo proporciona un movimiento de barrido para limpiar las superficies del panel girando a mayor velocidad que las ruedas de movimiento», explica el equipo de investigación.
El sistema también utiliza el software Arduino IDE para escribir, compilar y cargar los códigos de los bocetos del sistema. Incluye las bielas, la carcasa que protege los componentes electrónicos y los dispositivos de accionamiento de los cepillos.
El sistema puede detectar la suciedad de los paneles solares midiendo los colores, calibrándolos y comparando los resultados medidos con los de referencia.
«Cuando el controlador detecta que la señal de nivel umbral de humedad ha alcanzado el 80%, el controlador del motor se enciende para limpiar el panel solar», explican los académicos. «El motor A de los dos motores de corriente continua de la instalación mueve el sensor de color a través del panel solar para controlar el color, mientras que el motor B acciona el robot de limpieza para eliminar la suciedad».
El grupo estima los costes anuales del sistema en 1,50 euros (1,60 dólares) por panel, siendo los costes de capital y mantenimiento los que representan la mayor parte de los costes asociados.
«En un minuto, este dispositivo puede eliminar hasta el 95% del polvo de la superficie de los paneles fotovoltaicos», afirma el grupo.
Los científicos describieron el nuevo sistema de limpieza en «Solar panel surface dirt detection and removal based on Arduino color recognition» (Detección y eliminación de la suciedad de la superficie del panel solar basada en el reconocimiento de colores de Arduino), publicado recientemente en MethodsX.
«El proyecto investigado supone una mejora respecto a los sistemas existentes, ya que elimina muchos de los inconvenientes, como la necesidad de agua, la limpieza manual o la necesidad de mano de obra», concluyen los científicos. «El sistema puede funcionar durante muchos años antes de requerir mantenimiento».
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