Soltec presenta su algoritmo de defensa contra granizo

Soltec, fabricante de seguidores solares con sede en Murcia, ha creado un algoritmo de defensa contra granizo diseñado para proteger los módulos fotovoltaicos del impacto destructivo de las tormentas de granizo. En un informe técnico lanzado esta semana, Soltec ha analizado las consecuencias del granizo en plantas solares que han dado lugar a su propio algoritmo de protección.

El fabricante señala que la gran dureza de los materiales utilizados para construir la cara frontal de los módulos solares es beneficiosa contra daños como la abrasión, pero también provoca una gran fragilidad y hace que los módulos sean muy susceptibles a los daños inducidos por impactos. Aunque cada vez es más común que los módulos estén certificados (IEC 61215) contra el impacto de piedras de granizo con un diámetro de hasta 25 mm (velocidad terminal), hay muchas zonas del mundo donde el diámetro medio del granizo es superior a este valor.

Por ejemplo, la franja central de EE.UU. es una zona bastante propensa a las tormentas de granizo, y el diámetro de los granizos es muy superior al valor de certificación de los módulos fotovoltaicos. Del mismo modo, hay numerosas zonas europeas más afectadas por el granizo de +20 mm.

Los daños en el módulo debidos al impacto de granizo son causados por la disipación de energía cinética (resultante de la masa del granizo y de su velocidad terminal en caída libre) en el cristal frontal del módulo.

Cuando graniza suele haber fuertes corrientes de viento que influyen en el vector velocidad del granizo, haciendo que éste tenga también una componente de velocidad horizontal. Esto implica que la posición del módulo más favorable para mitigar los efectos del granizo no es totalmente vertical, sino con un cierto ángulo de inclinación respecto al plano vertical.

Por ello, según Soltec, la posición más favorable del panel es aquella en la que la dirección normal es perpendicular a la dirección del granizo. La siguiente figura muestra que, si la inclinación del módulo es de 55°, el vector normal del módulo no coincidirá con la dirección de la granizada y, por tanto, la energía relacionada con el impacto no se disipará completamente en el módulo.

El fabricante explica que los granizos de 25-50 mm, que tienen un diámetro suficiente para dañar los módulos fotovoltaicos y son mucho más frecuentes que los granizos de más de 50 mm, suelen tener una inclinación que oscila entre 55° y 70° en relación con el plano horizontal.

Algoritmo Soltec para el granizo

Dado que las tormentas de granizo son un fenómeno meteorológico breve y puntual, la estrategia para minimizar los daños por granizo se basa en dos aspectos principales: la predicción y detección, y la aplicación de un mecanismo de protección.

Las tormentas de granizo son fenómenos meteorológicos rápidos con una duración típica no superior a 15 minutos. El sistema de estiba antigranizo de Soltec está equipado con sensores específicos de detección de granizo que se utilizan en paralelo a las previsiones meteorológicas. Así, una vez recibida la alerta, el algoritmo de Soltec ajusta rápidamente el modo de estiba del granizo en función de la velocidad del viento, respuesta que también favorece el retorno del seguidor a su posición de seguimiento al detectar que la alerta ha pasado.

El motor rápido de Soltec, con una velocidad final de rotación de 20°/min, permite colocar rápidamente los seguidores solares en su posición de defensa contra el granizo. Esta posición suele corresponder al ángulo de seguimiento máximo opuesto a la dirección del viento. De este modo, la parte delantera del panel está menos expuesta a la trayectoria oblicua de los granizos, mientras que la parte trasera también está protegida al no encontrarse en posición completamente vertical.

Soltec afirma que la posición de estiba (55°, opcional 60°) coincide con la inclinación más común de los granizos de 25-50 mm, “lo que significa que también proporciona una buena protección contra la inclinación más común de los granizos de más de 50 mm”.

En caso de tormenta de granizo, los módulos fotovoltaicos en su posición de estiba antigranizo (inclinados con su vector normal lo más perpendicular posible a la dirección del granizo), tienen una superficie expuesta menor que los módulos no desplazados a una posición de estiba específica. En consecuencia, los primeros reciben menos impactos de granizo que los segundos. Si la inclinación del vector de velocidad del granizo es igual a la inclinación de la posición de estiba, el porcentaje de impactos puede ser insignificante.

Además, esta inclinación con respecto a la caída del granizo significa que el módulo tendrá que disipar menos energía cinética del granizo. Esto reduce el riesgo de daño catastrófico del módulo debido al impacto de granizo en su cara frontal, principalmente como resultado tanto de una reducción del área expuesta como de una menor energía disipada, dos factores que potencialmente reducen el riesgo de daño por granizo en un 50% cuando el tamaño del granizo oscila entre 50-75 mm, y prácticamente eliminan el daño dependiendo de la inclinación del granizo.