Caso de estudio de Helical Solar

Al igual que con la mayoría de los inventos, la necesidad fue lo que impulsó el diseño de James McKinion para el sistema de paneles solares bifaciales de doble eje «Helical Solar ». En 2016, McKinion quería aprovechar al máximo el área sobre los pinos talados para generar energía solar. Sin embargo, pronto se hizo evidente que el costo de utilizar una excavadora y eliminar los tocones de los árboles era prohibitivo. Decidió diseñar una solución.

Desarrolló y patentó un diseño de sistema de paneles solares y recibió varias subvenciones del Programa de Investigación Innovadora para Pequeñas Empresas (SBIR) para desarrollar una solución solar rural que pudiera utilizarse en la agricultura y, al mismo tiempo, redujera los costos de la electricidad. El diseño incluía una altura de montaje de los paneles solares de 13 pies, lo que permitía el pastoreo de ganado, el cultivo de plantas altas y el uso de tractores de tamaño mediano. Además, garantizaba que los propietarios de tierras no perdieran terreno cultivable. Los paneles giran para seguir al sol, por lo que la sombra que proyectan no requiere cultivos tolerantes a la sombra. Todos los cables discurren varios pies bajo tierra, para garantizar su protección frente a los animales y cumplir con la normativa, y todos los cables que quedan sobre la superficie están recubiertos por el sistema de paneles. La caja de acceso consiste en una caja de acero resistente diseñada para soportar una colisión accidental con un tractor.

McKinion también se enfrentó a la complejidad de anclar los paneles solares con un pilote atornillado de 10 pies. El costo de una excavadora con una pluma lo suficientemente alta como para perforar los pilotes de anclaje supera con creces el ahorro de energía. Para resolver esto, experimentó con camiones de trabajo comúnmente utilizados por los municipios y las cooperativas eléctricas rurales, conocidos como camiones «Digger Derrick». Luego logró un mayor ahorro de costos cuando decidió enviar paneles solares y piezas preensambladas a las empresas de servicios eléctricos y capacitarlas para que realizaran la instalación con el equipo y el personal existentes.

El diseño también abordó otro problema de las cooperativas rurales: la falta de confiabilidad de las empresas de instalación solar. Por ejemplo, la Junta de Servicios Públicos de Arkansas no quería recomendar instaladores solares a sus usuarios porque muchos no estaban disponibles para resolver problemas ni brindar soporte después de la instalación. La solución de Helical permitió a las empresas de servicios públicos instalar el sistema y, al mismo tiempo, ofrecer una interfaz que brindara a los clientes información en tiempo real sobre la energía que se estaba produciendo.

Helical ya cuenta con prototipos en funcionamiento en cinco estados y tiene planes de actualizar los paneles más antiguos. Actualmente, el sistema cuenta con nueve paneles bifaciales de 360 vatios, lo que equivale a 3,24 kW. McKinnon estima que los paneles bifaciales producen un 10 % más de energía que un sistema instalado en un techo y que el seguimiento de doble eje genera un aumento adicional del 35 % en la producción de energía. Los paneles más nuevos serán paneles en serie de 550 vatios para un sistema de 4,95 kW. Con el aumento total del 45 % que ofrece la configuración bifacial de doble eje, McKinnon prevé una producción que normalmente se obtendría de un sistema de 7,6 kW. Estos sistemas están diseñados para compensar el consumo de energía de una vivienda unifamiliar típica.