Innovador procedimiento en el diseño de los seguidores solares

Las normas estructurales internacionales resultan insuficientes para afrontar fenómenos aeroelásticos en el panorama actual. La empresa Nclave proporciona una solución a este vacío en el campo del diseño de los seguidores.

El innovador procedimiento incorpora una serie de requisitos a cumplir durante el diseño de los seguidores solares, solventando las deficiencias que arrastran los estándares internacionales. Diseñado por la empresa fotovoltaica Nclave, este método incluye una novedad que radica en tener en cuenta el comportamiento de las estructuras ante efectos dinámicos como el flameo o galope torsional, no considerados relevantes hasta el momento. Su aplicación ha dado como resultado el nuevo seguidor monofila SP 160 2V.

Es un hecho que las normas estructurales internacionales resultan insuficientes para garantizar la integridad de los seguidores solares frente a fenómenos aeroelásticos provocados por el viento. Los nuevos retos a los que se enfrenta esta industria, pasando por la máxima optimización de los recursos en la reducción del LCOE, han desembocado en seguidores de un tamaño mucho mayor que sus predecesores. Esta nueva realidad supone un desafío que ni ASCE ni EUROCÓDIGO tienen en cuenta con la suficiente consideración.

ANTECEDENTE, PROBLEMAS DE INESTABILIDAD AEROELÁSTICA

Al igual que les ocurrió a los ingenieros responsable del diseño del puente de Tacoma, la optimización en el diseño de estructuras y la utilización de nuevos materiales mucho más resistentes ha desembocado en estructuras mucho más esbeltas. El diseño estático ya no es el factor dominante en el cálculo estructural, convirtiéndose los fenómenos aerodinámicos como el flameo en los aspectos críticos que condicional el diseño de los seguidores.

El flameo o galope torsional es una inestabilidad aeroelástica no estacionaria. Este fenómeno complejo implica el desprendimiento alternado de vórtices en las caras posterior y superior del módulo fotovoltaico debido a su oscilación.

ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO DINÁMICO

A raíz de estos problemas, Nclave detectó la necesidad de realizar una serie de investigaciones para reformular el diseño del seguidor monofila SP160 2V. Entre los diversos análisis se encuentra el estudio de túnel de viento aeroelástico, mediante el que se calculó la velocidad crítica del viento en la que el seguidor sufre flameo. En este estudio se analizaron 62 configuraciones diferentes. Una de las principales conclusiones que se obtuvo de este estudio fue que en posición horizontal, la velocidad crítica es más alta que en el resto de las posiciones probadas.

A través de análisis CFD y el transitorio FEM, se evaluó la reducción de la velocidad del viento entre filas y el incremento de la tensión en el seguidor producida por el flameo. Se concluyó que existe una disminución importante en el impacto del viento gracias al efecto de las filas.

Combinando los resultados de estos estudios y test con la medición de los parámetros dinámicos del seguidor en un ensayo modal experimental, se evalúa si éste puede sufrir una inestabilidad aeroelástica. Esta evaluación permite el estudio individualizado por proyecto en función de la velocidad de diseño.

En definitiva, este análisis de diseño estructural, validado por ingenierías de primer nivel, consigue solventar las carencias implícitas en las normas y ofrece una solución a las singularidades de comportamiento dinámico en este tipo de estructuras.

Nclave consigue de esta forma mantener el liderazgo en el diseño y fabricación de seguidores solares fotovoltaicos en cualquier configuración, y sometidos a cualquier solicitación.