Estudio CFD de vientos extremos sobre paneles solares y centrales eléctricas
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Estructura de una central fotovoltaica
Las centrales fotovoltaicas están formadas por un gran número de paneles fotovoltaicos (FV ) conectados en serie y en paralelo para producir electricidad. Pueden instalarse en lugares muy diversos, como aparcamientos, llanuras y el mar. Tienen que hacer frente a una gran variedad de condiciones meteorológicas, como lluvia, tormentas, temperaturas extremas y, sobre todo, ráfagas de viento. Este viento depende de la ubicación de la planta: será más fuerte en el mar, por ejemplo.
EOLIOS puede ayudarte a dimensionar tus instalaciones de centrales fotovoltaicas estudiando los riesgos de desprendimiento de los paneles fotovoltaicos por fuertes ráfagas de viento.
Los paneles solares utilizados en las centrales eléctricas están hechos de silicio y pueden ser monocristalinos o policristalinos. Tienen una vida útil de unos 20 años. Para captar la mayor cantidad posible de radiación solar, algunos paneles solares están equipados con seguidores, de modo que pueden cambiar su inclinación según la posición del sol durante el día. Esta tecnología los hace más sensibles a las perturbaciones que los paneles fijos. Por tanto, el riesgo de que el viento los desplace es mayor, por lo que se instalan sistemas de amortiguación para proteger los módulos fotovoltaicos.
Además, estos paneles están soportados por largueros que pueden fijarse de varias formas, a un motor por ejemplo en el caso de un panel con seguidor. Toda esta estructura puede deformarse por las ráfagas de viento, que ejercen una fuerza heterogénea y, por tanto, un par sobre el panel fotovoltaico.
Análisis de vientos y ráfagas
EOLIOS estudia la acción del viento sobre los edificios o los efectos del viento en las ciudades gracias a simulación CFD pero también podemos ayudarle a analizar los efectos del viento y las ráfagas en su planta solar. El viento puede dañar gravemente los paneles fotovoltaicos instalados al aire libre. El viento ejerce presión sobre la superficie de los paneles. Si la fuerza aplicada a los paneles es demasiado grande, existe el riesgo de que se arranquen, se desenganchen y, por tanto, resulten dañados. Por eso es importante asegurar las centrales fotovoltaicas contra el viento y las ráfagas de viento, que son excesos significativos de la velocidad del viento. Por tanto, el dimensionamiento de esta central y su protección es un reto importante para la industria solar.
Para dimensionar los sistemas con la mayor precisión posible, los estudios se realizan en el peor de los casos, es decir, con los vientos más desfavorables pero también los más frecuentes. Los análisis de las rosas de viento durante varios periodos cerca del proyecto estudiado proporcionan información sobre los vientos predominantes en el lugar. Las velocidades del aire más desfavorables, es decir, las más altas medidas a lo largo del año, según los datos meteorológicos, se utilizan como parámetros de entrada para el estudio.
Nos remitimos alAnexo Nacional NF EN 1991-1-4(Eurocódigo 1) para simular y calcular las presiones del viento sobre la estructura, con una velocidad del viento de referencia correspondiente a una probabilidad anual de superación igual a 0,02 (suceso con un periodo de retorno igual a 50 años, es decir, W50).
Simulación de viento para una central fotovoltaica
La simulación CFD se basa en un modelo CFD 3D preciso y detallado del proyecto. Incluye una modelización precisa de los módulos de la central fotovoltaica, así comodel entorno inmediato del emplazamiento en una distancia de 500 m. También se tiene en cuenta la topografía. Se genera una malla de este modelo y se refina en los puntos adecuados.
Se realizan simulaciones CFD para visualizar los movimientos del aire sobre y alrededor de los módulos FV. Se estudian varios escenarios con diferentes vientos y diferentes inclinaciones de los paneles para determinar posibles soluciones técnicas contra el arrancamiento de los paneles en caso de viento horizontal respecto al suelo, lo que da lugar a pares más elevados cuando el panel está más inclinado. Gracias al CFD, es posible calcular pares y fuerzas y averiguar si superan los valores límite de los paneles fotovoltaicos.
EOLIOS puede ayudarte a calcular las dimensiones eólicas de las centrales solares y de tus proyectos de energías renovables.
EOLIOS puede realizar estudios CFD completos del emplazamiento del proyecto. Estos estudios pueden realizarse a gran escala, en grandes centrales fotovoltaicas, con un alto grado de precisión.
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Ingeniería de centros de datos
Creada en Francia, EOLIOS Ingénierie es la consultora de referencia en simulación térmica y aeráulica para centros de datos en Europa y en todo el mundo. La empresa presta apoyo a operadores, diseñadores y propietarios de proyectos en todas las etapas de la vida de un centro de datos: diseño, optimización, renovación o ampliación.
Al combinar conocimientos científicos de vanguardia, herramientas de simulación de última generación y un profundo conocimiento del ecosistema de los centros de datos, EOLIOS Ingénierie es un socio de confianza para garantizar la disponibilidad, la seguridad y el rendimiento energético de las infraestructuras informáticas, anticipándose al mismo tiempo a los problemas de sostenibilidad.
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