Seguidores solares: Tenemos que hablar de la resiliencia al viento

Share

Recopilando varios artículos recientemente publicados sobre este tema, las opiniones son diversas; “Los contratistas construyen rápido y pasan a la siguiente obra”, “Los fabricantes eligen las pruebas de resistencia al viento más económicas”, “los compradores no quieren que las transacciones fracasen en la fase de due diligence” y “Los asesores técnicos no son lo suficientemente valientes como para dar malas noticias o no entienden en profundidad este sector específico”. Todo esto no desprende una imagen muy positiva, por lo tanto, la pregunta está clara: ¿cómo podemos superar esta situación?

En primer lugar, aclaremos de qué sistemas estamos hablando. El viento puede provocar daños a todo tipo de estructuras, ya sea instalaciones sobre terrenos, tejados o cubiertas de parking. Este artículo en particular se centra en los seguidores fotovoltaicos. Durante las auditorías en Everoze, a menudo se revisan los diseños de estructuras fotovoltaicas, se definen especificaciones y se investiga en detalle el origen y las causas de los fallos observados. Por lo tanto, sería fácil sumarse a las numerosas acusaciones después de ver el alcance de algunos daños, pero el objetivo de este escrito es diferente y preferimos compartir una serie de reflexiones constructivas:

1. Los fabricantes reconocen que los efectos aeroelásticos son una preocupación real, ahora veamos qué cambios de diseño se podrían plantear:

La teoría de incremento en escala de una tecnología nos dice que esta puede traer nuevos riesgos no identificados inicialmente. Por desgracia, este es el caso de los seguidores solares. A pequeña escala, su funcionamiento ha sido muy satisfactorio, sin embargo, a gran escala nuevas características han cambiado las reglas del juego. 

Los efectos aeroelásticos, siendo la interacción y el acoplamiento entre fuerzas fluidas (aero-) y estructurales (-elásticas), no son nuevos en la ingeniería civil y aeronáutica. Sin embargo, sus efectos han sido ignorados en muchas aplicaciones de ingeniería y este ha sido el telón de fondo en el diseño de los seguidores fotovoltaicos. Actualmente algunos seguidores de un solo eje, cuando se encuentran en posición de reposo, son tan delgados y flexibles que pueden autodestruirse por culpa de la vibración aeroelástica antes de alcanzar las velocidades de viento máximas establecidas en el diseño.

El consenso es claro, los efectos aeroelásticos deben prevenirse en lugar de controlarse. Esto debería tener un impacto fundamental en el diseño de un seguidor: su longitud, la disposición de los módulos, su rigidez, amortiguación y estrategia de reposo deben equilibrarse para evitar la inestabilidad aeroelástica. Durante los últimos seis meses, se han organizado varios webinarios sobre este tema, lo que demuestra el creciente interés de los fabricantes. Ahora lo importante es ver qué cambios se implementan en los diseños.

2. El diseño de los seguidores debe evolucionar

¿Alguna vez has escuchado comentarios como “no es recomendable ir más allá de un módulo en vertical” o “la posición de reposo no es segura”? La física es mucho más compleja y multitud de soluciones se encuentran a nuestro alcance. La longitud, la disposición de los módulos, la rigidez, la amortiguación y la estrategia de reposo están interrelacionadas y ofrecen permutaciones interminables en cuanto a la arquitectura del seguidor. Sin embargo, en la práctica, la diferencia en las cargas aerodinámicas entre 1 o 2 módulos en vertical no es lineal y requiere un ajuste muy cuidadoso de todas las variables para mantener la estabilidad aeroelástica a una misma velocidad de viento.

Después de haber constatado daños dramáticos en algunos diseños, se espera ver cambios sustanciosos en las líneas de productos o ver reclamaciones sobre velocidades de viento revisadas a la baja.

3. Intentemos entender mejor las condiciones de viento

En muchos lugares del mundo, los estándares nacionales proporcionan una base razonable para caracterizar las velocidades extremas de viento. Pero en el caso de terrenos complejos, climas inusuales o economías subdesarrolladas, los estándares pueden no ser lo suficientemente fiables. En estas situaciones más complejas y donde los daños debidos al viento ya no se ven como algo que nunca sucederá a los proyectos, las campañas de medición y las simulaciones eólicas especializadas tendrán su lugar y son cada vez más comunes y aceptadas. 

En algunas situaciones, un estudio eólico puede generar ahorros en el CAPEX. Si se puede demostrar estadísticamente que un determinado emplazamiento tiene velocidades de viento relativamente bajas o que los vientos más extremos no provienen del este o del oeste, las posibles opciones de seguidores se amplían y los costes se podrían reducir.

4. Compradores y entidades financieras: obtener información fiable y establecer estándares propios

Los códigos y estándares actuales no son suficientes como para para usarlos como únicas referencias en las especificaciones de compras. En el mejor de los casos, los estándares incluyen indicadores no prescriptivos hacia estudios extra dinámicos y aeroelásticos. En el peor de los casos, dejan a los usuarios completamente desamparados. 

Los códigos estructurales estadounidenses podrían convertirse en los primeros en introducir nuevos requisitos, pero esto podría implicar algunos conflictos y no entrarían en vigor hasta el 2022. Mientras tanto, aquellos que compren o financien proyectos con seguidores fotovoltaicos deberán establecer sus propios requisitos técnicos y realizar sus propias auditorias de diseño.

Llamamiento para un mayor diálogo

El creciente número de críticas puede volverse contraproducente para el sector a menos que haya un compromiso activo entre las partes interesadas. Incluso en situaciones tensas derivadas de las investigaciones por fallos estructurales, hay que hacer un llamamiento al respeto y la comprensión para construir un diálogo abierto y constructivo entre todas las partes implicadas.

No perdamos más tiempo y mejoremos el diálogo entre fabricantes, contratistas, propietarios e inversores.

 

Simon Hughes es uno de los socios de Everoze, consultora europea técnico-comercial especializada en energías renovables, almacenamiento y flexibilidad energética. Simon cuenta con más de 14 años de experiencia en ingeniería de estructuras y consultoría de energías renovables. Experiencias inusuales como el diseño aeroelástico de un teleférico, análisis de estructuras de turbinas eólicas y proyectos de reacondicionamiento de cimientos han sido muy útiles desde que Simon focalizó su carrera en la energía solar. Basado en el Reino Unido, tiene gigavatios de experiencia en proyectos fotovoltaicos y una visión global del sector solar en Europa, Australia y América del Sur. 

The views and opinions expressed in this article are the author’s own, and do not necessarily reflect those held by pv magazine.