Las empresas y los gobiernos han invertido regularmente en granjas solares y han perdido dinero cuando la degradación climática acortó inesperadamente la vida útil del panel.

Dado que la electricidad generada a partir de la energía solar iguala cada vez más el precio de los combustibles fósiles, las empresas se ven presionadas a mantener los paneles más allá de su garantía y estirar los miles de millones de dólares pagados por adelantado por su construcción.

Diagnosticar los paneles solares degradados antes a través de una herramienta que funciona como un electrocardiograma contribuiría a reducir las facturas eléctricas de energía limpia, así como a reducir los costos de fabricación.

"Necesitamos observar los latidos del corazón de una granja solar para comprender sus enfermedades, "dijo Xingshu Sun, un doctorado reciente de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Purdue.

El "latido" de una granja solar son datos sobre qué tan bien genera electricidad. Los investigadores de Purdue crearon un algoritmo utilizando la física de la degradación del panel que puede analizar los datos de la granja solar desde cualquier lugar. esencialmente como un electrocardiógrafo portátil para granjas solares.

El algoritmo se encuentra en una etapa experimental, pero ya se puede descargar para que otros investigadores lo utilicen a través de una plataforma financiada por la National Science Foundation llamada Entorno digital para habilitar la ciencia basada en datos (DEEDS) en https://datacenterhub.org/resources/14754.

"Es la diferencia entre la vida diaria y el consultorio del médico. Anteriormente, las instalaciones estaban comprobando los latidos del corazón de una granja solar en un entorno controlado, como con un electrocardiograma en el laboratorio de un hospital, "dijo Muhammad Ashraful Alam, Profesor Jai N. Gupta de Purdue de Ingeniería Eléctrica e Informática. "Pero una granja solar en sí misma siempre está generando nuevos datos de campo para que los recopilemos y analicemos, por lo que debemos llevar el electrocardiograma al campo. Este enfoque impulsado por la información es transformador, porque el enfoque permitiría un seguimiento y una toma de decisiones continuos. El nuestro es un primer paso en esa dirección ".

En última instancia, los diagnósticos en tiempo real aportarían mejores diseños de paneles:el "tratamiento" que ahorra costos y que podría prolongar la vida útil y continuar reduciendo las facturas de electricidad.

"Si nos fijamos en los módulos solares del mercado, sus diseños apenas difieren sin importar en qué parte del mundo se encuentren, al igual que los iPhones vendidos en los EE. UU. y China son casi idénticos, ", Dijo Sun." Pero los módulos solares deberían diseñarse de manera diferente, ya que se degradan de manera diferente en diferentes entornos ".

Degradación en ambientes húmedos, por ejemplo, viene en forma de corrosión, pero las grandes altitudes sin humedad provocan degradación debido al aumento de la concentración de luz ultravioleta. Al igual que con las enfermedades humanas, Los síntomas de corrosión o silicio golpeado por el sol tienden a no aparecer en un panel solar hasta muchos años después de que comenzara la degradación.

Sin saber cuándo está ocurriendo la degradación, las empresas tienden a compensar las diferentes condiciones climáticas mediante el diseño insuficiente o excesivo de los paneles solares, aumentando los costos de fabricación.

Los investigadores de Purdue utilizaron datos de paneles solares públicos proporcionados por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable para reunir los parámetros de qué tan bien los paneles están generando electricidad. como resistencia y voltaje. Cuando se introduce en el algoritmo, se genera una curva para mostrar la potencia de salida de una celda solar. Los hallazgos publicados aparecen en la revista Progreso en fotovoltaica .

El siguiente paso es mejorar el algoritmo con el tiempo. El laboratorio de Alam ha estado colaborando con otros equipos de investigación de Purdue para desarrollar DEEDS en una plataforma para preservar y compartir datos. herramientas computacionales y flujos de trabajo científicos de instalaciones de paneles solares, así como de una variedad de fuentes para otros campos, incluida la química, ciencias de la nutrición y ciencias ambientales.

A largo plazo, los investigadores esperan que el algoritmo pueda mostrar cuánta energía produce una granja solar en 30 años al observar la relación entre los datos del pronóstico del tiempo y la proyección de los parámetros del circuito eléctrico. La integración del algoritmo con otros modelos basados ​​en la física podría eventualmente predecir la vida útil de una granja solar.