EOLIOS, un saber hacer único en Europa
EOLIOS estudia las acciones del viento sobre los edificios y los efectos del viento en la ciudad gracias a la simulación CFD — y pone esta misma pericia al servicio de tus centrales solares y proyectos de energía renovable, para garantizar su resistencia frente a los vientos extremos.
La CFD (Computational Fluid Dynamics, o mecánica de fluidos numérica) es un método de simulación que resuelve numéricamente las ecuaciones que rigen el flujo del aire. Permite visualizar y cuantificar las velocidades, presiones y esfuerzos del viento en cualquier punto de un emplazamiento — un verdadero túnel de viento numérico, sin ensayos físicos.
Estudio del viento
- Análisis de las rachas y vientos dominantes
- Escenarios más desfavorables (W50)
Análisis de los flujos
- Movimientos de aire sobre y alrededor de los módulos
- Presiones, fuerzas y momentos aplicados
Dimensionamiento
- Verificación de los valores límite de los paneles
- Soluciones técnicas contra el arrancamiento
Estructura de una central fotovoltaica
Las centrales fotovoltaicas están constituidas por un gran número de paneles fotovoltaicos (FV) conectados en serie y en paralelo para producir electricidad. Pueden instalarse en lugares muy variados, en particular aparcamientos, llanuras y el mar. Deben hacer frente a condiciones meteorológicas muy diversas: lluvia, tormentas, temperaturas extremas y sobre todo rachas de viento. Este viento depende de la ubicación de la central: será más fuerte en el mar, por ejemplo.
EOLIOS te ayuda a dimensionar las instalaciones de tu central fotovoltaica estudiando los riesgos de arrancamiento de los paneles FV por las fuertes rachas de viento.
Los paneles solares de una central están compuestos de silicio, y pueden ser monocristalinos o policristalinos. Su vida útil es de unos 20 años. Para captar el máximo de radiación solar, algunos paneles están equipados con seguidores (trackers) que permiten modificar su inclinación según la posición del sol a lo largo del día. Esta tecnología los hace más sensibles a las perturbaciones que los paneles fijos: el riesgo de arrancamiento por el viento es más elevado, por lo que se instalan sistemas de amortiguación para proteger los módulos FV.
Además, estos se apoyan sobre largueros que pueden fijarse de diversas maneras — a un motor por ejemplo, en el caso del panel con seguidor. Toda esta estructura puede deformarse por las rachas de viento, que ejercen una fuerza heterogénea y, por tanto, un momento sobre el panel FV.
Análisis del viento y de las rachas
EOLIOS estudia las acciones del viento sobre los edificios o los efectos del viento en la ciudad gracias a la simulación CFD, pero también podemos ayudarte a analizar los efectos del viento y de las rachas sobre tu central solar. El viento puede dañar gravemente los paneles fotovoltaicos exteriores: ejerce una presión sobre la superficie de los paneles. Si la fuerza aplicada es demasiado importante, corren el riesgo de ser arrancados, desprendidos y por tanto dañados. Por ello es importante asegurar las centrales FV frente al viento y las rachas — esos rebasamientos significativos de la velocidad del viento. El dimensionamiento y la protección de la central constituyen así un reto mayor para la industria solar.
Con el fin de optimizar el dimensionamiento del sistema, los estudios se realizan en el escenario más desfavorable, es decir, con los vientos más desfavorables pero también los más frecuentes. Los análisis de las rosas de los vientos para distintos periodos próximos al proyecto informan sobre los vientos dominantes del emplazamiento. Las velocidades de aire más desfavorables — las más elevadas medidas durante el año a partir de los datos meteorológicos — se utilizan como parámetros de entrada del estudio.
Nos remitimos al Anexo Nacional NF EN 1991-1-4 (Eurocódigo 1) para simular y calcular las presiones de viento sobre la estructura, con una velocidad de viento de referencia correspondiente a una probabilidad anual de rebasamiento igual a 0,02 (evento de periodo de retorno de 50 años, es decir, W50).
Simulación del viento para una central fotovoltaica
La simulación CFD se basa en un modelo 3D CFD preciso y detallado del proyecto. Incluye una modelización precisa de los módulos de la central fotovoltaica, así como del entorno inmediato del emplazamiento en una distancia de 500 m. La topografía también se tiene en cuenta. Se genera un mallado de este modelo y se refina en los lugares apropiados.
Se realizan simulaciones CFD para visualizar los movimientos de aire sobre y alrededor de los módulos FV. Se estudian varios escenarios — con distintos vientos y distintas inclinaciones de paneles — para determinar las soluciones técnicas potenciales contra el arrancamiento, para un viento horizontal respecto al suelo que genera momentos más elevados cuando el panel está más inclinado. Gracias a la CFD, es por tanto posible calcular los momentos y las fuerzas, y determinar si estos superan los valores límite de los paneles FV.
EOLIOS te acompaña en el dimensionamiento al viento
EOLIOS es capaz de realizar estudios CFD completos del emplazamiento del proyecto. Estos estudios pueden llevarse a cabo a gran escala, sobre grandes centrales fotovoltaicas, con un alto grado de precisión — al servicio de la resistencia al viento de tus centrales solares y proyectos de energía renovable.
Saber hacer: simular la presión del viento sobre los edificios — Eurocódigo 1
