En febrero del 2025 la generación y abastecimiento de energía se puso en la palestra cuando la desconexión de una línea de transmisión de 500 kV entre Vallenar y Coquimbo produjo un fallo en cadena del sistema de energía eléctrica, llevando al país a un apagón generalizado de Arica a Punta Arenas.
Si bien, la falla tuvo su origen en la línea de transmisión, también han salido voces que llaman a revisar la eficiencia de las matrices energéticas que alimentan dichas líneas. Es en ese sentido el estudio liderado por Dr. Douglas Olivares Soza, investigador del Centro de Desarrollo Energético (CDEA) de la Universidad de Antofagasta, encuentra su motivación.
El docente del doctorado y magíster en energía solar de la UA, junto su equipo de investigadores del CDEA y en colaboración con Solar Energy Research Center (SERC – Chile), han publicado un nuevo estudio revista científica “Renewable Energy” de la editorial Elsevier con un factor de impacto 9.0. La investigación expone la evidencia que determina el impacto de la industria, especialmente de las termoeléctricas, en el soiling presente en las plantas fotovoltaicas del territorio.
Para entender un poco el contexto, debemos especificar que el soiling es la acumulación de polvo, arena, polen, excrementos de aves u otros contaminantes que se depositan en la superficie de los paneles fotovoltaicos. Esto, reduce la cantidad de luz solar que llega a las celdas fotovoltaicas, disminuyendo, de esta forma, la producción de energía.
“La principal motivación de este trabajo fue investigar el impacto que puede generar la industria, ya que, la región de Antofagasta tiene muchas zonas de esta naturaleza. Tanto la minería, como las termoeléctricas, generan polución y queríamos saber cuál era el impacto en la producción de energía del ensuciamiento generado por las termoeléctricas. Especialmente en plantas y proyectos grandes que se están instalando cerca de la ciudad de Mejillones” aclaró respecto al contenido de la investigación el experto de la UA.
Lo anterior, adquiere aún más relevancia si se entiende que actualmente el 68% de la red es alimentada con energía renovable y, de ese porcentaje, un gran aporte lo realizan las energías renovables no convencionales. Donde destaca, por sobre todas, la energía solar fotovoltaica, en especial en el norte del país.
Para que un panel solar funcione correctamente su superficie debe estar lo más limpia posible. De esta manera, la radiación solar podrá ser aprovechada de mejor manera, lo que se traducirá en una generación optima de energía, dependiendo de cuál sea la capacidad del panel o de la planta fotovoltaica en cuestión.
En consecuencia, cuando el panel se encuentra cubierto por cualquier tipo de contaminante que impida el paso directo de la energía solar a las celdas de los paneles, su capacidad de generar energía eléctrica se verá disminuida.
“Pudimos evaluar el efecto que tiene el ensuciamiento. Hemos logrado determinar que en algunos lugares podemos perder entre cuarenta a sesenta por ciento, casi a tres o seis meses de exposición de los paneles” señaló Olivares respecto a cuanto es el porcentaje de pérdida eléctrica que genera el soiling en el Desierto de Atacama.
Yeso y limpieza industrial
Uno de los hallazgos más relevantes de la publicación del académico de doctorado y magister en energía solar de la UA, es el efecto que las termoeléctricas tendrían sobre el soiling, o suciedad, que se genera en la región de Antofagasta.
Según dicta la evidencia constatada por el equipo de investigadores del CDEA de la UA, se pudo comprobar que las termoeléctricas, al generar energía a base de combustibles fósiles, liberan al ambiente yeso sintético (Gypsum), el cual es aerotransportado a través de las corrientes de viento y puede recorrer fácilmente hasta nueve kilómetros.
Una vez que el yeso está en contacto con la superficie de algún panel solar se impregna en este, generando una película encima que funciona como una especie de “pegamento” que atrapa la suciedad del ambiente, formando una especie de costra de suciedad, lo que aumenta los niveles de pérdida de eficiencia energética y obliga a cambiar los procedimientos de limpieza.
“El yeso presente, asociado al entorno industrial, comenzó a afectar la adhesión del material particulado en los módulos. Esta condición obligó a ajustar los planes de limpieza y mitigación para enfrentar adecuadamente el problema», añadió el investigador de la UA.
A lo que se refiere Douglas Olivares con adecuar los planes de limpieza y mitigación es que, al estar presente el yeso sobre el panel solar, la limpieza de la superficie de este no puede ser en seco, como generalmente lo es en las plantas fotovoltaicas de nuestro desierto, sino que debe agregarse agua para eliminar la especie de “costra” que genera el yeso junto al contaminante más presente en la región, la arena.
«Si esta costra de suciedad no se remueve correctamente, puede provocar abrasión en la superficie de los módulos solares. Este tipo de daño reduce significativamente la vida útil del panel, ya que los rayones en el vidrio disminuyen su capacidad de transmisión óptica. En lugar de un vidrio completamente transparente, se generan imperfecciones que afectan la eficiencia energética del sistema», explicó el doctor en Energía Solar.
Procesos industriales que conviven
De este modo, uno de los principales aportes de la investigación es proporcionar información clave para quienes toman decisiones en plantas fotovoltaicas, permitiéndoles optimizar la eficiencia operativa de la industria. Los resultados obtenidos contribuyen a mejorar los protocolos de limpieza, con el objetivo de maximizar la producción energética sin incurrir en costos innecesarios.
Al respecto, Olivares señala: “A partir de los análisis que realizamos, tanto del material acumulado como a nivel nanométrico y químico, fue posible mejorar los planes de limpieza. Gracias a esto, hoy podemos entregar recomendaciones que permitan a las plantas fotovoltaicas que se instalen en estas zonas contar con sistemas de limpieza más eficientes y con procesos de operación optimizados según las condiciones específicas del lugar”.
Finalmente, el profesional aclaró que el estudio no está en contra de las plantas termoeléctricas, si no que busca entregar recomendaciones que permitan a todo el sector energético convivir en armonía, sin que los procesos industriales de uno afecten al otro de ninguna forma, para que, la red de energía eléctrica, tan cuestionada últimamente, pueda funcionar en óptimas condiciones y al tope de su capacidad todo el tiempo.
“Lo que buscamos no es oponernos a la existencia de termoeléctricas, sino demostrar que es posible convivir en un ecosistema donde todos puedan participar. Esto implica comprender los efectos que este entorno puede tener sobre mi planta fotovoltaica. Al operar en un entorno influenciado por actividades termoeléctricas, es necesario adaptar los planes de limpieza a dichas condiciones”, concluyó el investigador del CDEA de la UA.