Impacto del viento en una central solar
Optimización del diseño de una central solar mediante un estudio CFD de las presiones generadas por el viento
Se realizó un estudio en profundidad de la presión del viento en una central solar, con el objetivo de optimizar el diseño de los paneles y reducir el tonelaje de acero utilizado, cumpliendo al mismo tiempo los requisitos locales. Utilizando la experiencia de EOLIOS en CFD (dinámica de fluidos computacional), se realizaron simulaciones avanzadas para evaluar las fuerzas ejercidas por el viento en distintas configuraciones.
Este análisis detallado nos permitió proponer soluciones a medida, garantizando una resistencia y estabilidad óptimas de los paneles solares, al tiempo que se optimizaba el uso de los recursos y se cumplían las normas locales vigentes. Este estudio de la presión del viento es un paso crucial para mejorar la eficiencia de las centrales solares, reducir sus costes, garantizar su sostenibilidad y minimizar su impacto medioambiental.
Estudio del impacto del viento en una central solar
Año
2024
Cliente
NC
Ubicación
Montpellier
Tipología
Aire y viento
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Ficha técnica :
Nuestra experiencia:
Modelización numérica del viento en la central solar
Modelos de viento utilizados
ent, basado en la norma EN 1991-1-4 del Eurocódigo 1. Este enfoque permite determinar las tensiones máximas a las que se verían sometidas las estructuras en caso de vientos fuertes, de modo que los componentes de la central solar puedan dimensionarse en consecuencia, limitando así el riesgo de daños en condiciones meteorológicas adversas. El modelo de viento utilizado tiene en cuenta la variabilidad del viento en función de la altitud, teniendo en cuenta factores como la situación geográfica, la orografía local, los coeficientes estacionales y direccionales, el tipo de terreno circundante y la intensidad de las turbulencias.
Este modelo multifactorial basado en los datos del Eurocódigo 1 garantiza resultados precisos que cumplen los requisitos normativos. Para obtener una imagen completa de las cargas ejercidas por el viento sobre los paneles solares, en el estudio se tuvieron en cuenta diferentes direcciones del viento. El análisis de estas diferentes configuraciones nos ha permitido identificar el escenario más crítico en términos de presión del viento, para poder adaptar el diseño de las estructuras en consecuencia.
Geometría y modelización de la central fotovoltaica
Para garantizar simulaciones precisas, la geometría de cada panel solar de la planta fotovoltaica se modeló meticulosamente en 3D. Este enfoque ha permitido realizar simulaciones que reflejan fielmente la realidad, teniendo en cuenta la posición de cada panel en relación con los demás. Esto permitió visualizar y analizar las máscaras aeráulicas formadas por la disposición de los paneles, es decir, las zonas en las que el viento se ve perturbado o dificultado por la presencia de los paneles.
Estudio CFD para el diseño de una central fotovoltaica
Realizar un estudio CFD (dinámica de fluidos computacional) de una central fotovoltaica ofrece una serie de ventajas importantes. En primer lugar, el CFD permite un análisis detallado de los flujos de viento alrededor de los paneles solares, lo que es esencial para comprender las fuerzas ejercidas sobre las estructuras. Al obtener una representación exacta de las condiciones aerológicas, el CFD puede utilizarse para evaluar las tensiones mecánicas experimentadas por los paneles solares y los componentes circundantes.
Además, aunque pueden obtenerse valores estándar aproximados para geometrías sencillas a partir de conjuntos de datos como el Eurocódigo 1, a menudo es necesario tener en cuenta una geometría más precisa. geometría más precisael impacto del el número y la disposición de los panelesy otros parámetros específicos del caso en cuestión.
Por tanto, el enfoque CFD permite comprender mejor la influencia de estos factores en los flujos de aire y, por tanto, en las presiones generadas.
Por último, el estudio CFD nos permiteoptimizar el diseño de la central fotovoltaica identificando las zonas de mayor cargaproponiendo soluciones adecuadas para reforzar la estructura y ayudando a dimensionar los componentes para una durabilidad y un rendimiento óptimos.
Resultados de los estudios CFD de la central solar
Cálculo de las fuerzas y presiones generadas por el viento
En el marco de este estudio CFD de una central fotovoltaica, fue posible obtener datos precisos sobre las presiones ejercidas en todos los puntos de las estructuras. Con esta información, se generó un mapa detallado de las presiones medias por zona en los paneles solares. También se han calculado los coeficientes de presión para cada una de estas zonas, lo que permite obtener las variaciones de la presión media en función de la velocidad del viento.
También se calcularon las fuerzas globales ejercidas sobre cada estructura debido a las presiones generadas por el viento. Para ello, se tuvieron en cuenta los efectos de la presión en las superficies inferior y superior de los paneles solares, se combinaron y se integraron en las superficies para obtener una fuerza global. También se determina el punto de aplicación de esta fuerza, que es crucial para comprender cómo se transfieren y soportan estas fuerzas en los pies de los paneles solares.
Esta información sobre fuerzas y presiones proporciona datos valiosos para dimensionar las estructuras y los elementos de apoyo en función de las tensiones mecánicas inducidas por la presión del viento, con el fin de garantizar la estabilidad y durabilidad de toda la estructura.
Impacto de la posición del panel solar y la dirección del viento
En el marco de este estudio CFD de una central fotovoltaica, fue posible obtener datos precisos sobre las presiones ejercidas en todos los puntos de las estructuras. Con esta información, se generó un mapa detallado de las presiones medias por zona en los paneles solares. También se han calculado los coeficientes de presión para cada una de estas zonas, lo que permite obtener las variaciones de la presión media en función de la velocidad del viento.
También se calcularon las fuerzas globales ejercidas sobre cada estructura como consecuencia de las presiones generadas por el viento. Para ello, se tuvieron en cuenta los efectos de la presión en las superficies inferior y superior de los paneles solares, se combinaron y se integraron en las superficies para obtener una fuerza global. También se determina el punto de aplicación de esta fuerza, que es crucial para comprender cómo se transfieren y soportan estas fuerzas en los pies de los paneles solares.
Esta información sobre fuerzas y presiones proporciona datos valiosos para dimensionar las estructuras y los elementos de apoyo en función de las tensiones mecánicas inducidas por la presión del viento, con el fin de garantizar la estabilidad y durabilidad de toda la estructura.
Estudio mecánico para optimizar el diseño de estructuras solares
Gracias a los datos precisos sobre las fuerzas y presiones generadas por el viento sobre la central solar, es posible realizar estudios mecánicos para optimizar el diseño de las estructuras. En particular, estos estudios permiten determinar elgrosor óptimo del soporte de los paneles solares o pies, o el número óptimo de pies, garantizando al mismo tiempo una rigidez suficiente para soportar las cargas inducidas por el viento.
Al optimizar estos parámetros, nos aseguramos en primer lugar de que la central fotovoltaica sea capaz de soportar los vientos más fuertes, garantizando así la seguridad y la durabilidad de la instalación. Además, al reducir al mínimo la cantidad de materias primas necesarias sin comprometer la robustez y funcionalidad de la estructuraestructura, también podemos conseguir ahorros significativos.
Esto se traduce no sólo en beneficios económicos para los operadores de la central solar, sino también en beneficios medioambientales al la reducción de la huella de carbono asociada a los materiales utilizados.
> Más información :
Vídeo resumen del estudio
Vídeo resumen del estudio
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