Las instalaciones de energía solar aumentan cada año debido a la política de descarbonización establecida en todo el mundo. Los sistemas fotovoltaicos y en concreto los seguidores solares a un eje son el tipo de instalaciones más utilizadas en plantas de energía solar. Estos seguidores solares son estructuras esbeltas que se instalan en zonas al aire libre y en ocasiones están sometidas a vientos de gran velocidad, lo que provoca la aparición de fallos en estas estructuras. La mayoría de estos fallos están relacionados con un fenómeno dinámico denominado galope torsional.
- El galope torsional es una inestabilidad aeroelástica que presenta amplitudes de deformación muy elevadas y que puede desencadenarse a determinadas velocidades del viento y ángulos de inclinación del seguidor solar. El galope torsional puede provocar el fallo del panel o la destrucción total del mismo.
- El galope o aleteo torsional son inestabilidades aerodinámicas autoexcitadas que pueden dar lugar a amplitudes muy grandes en el movimiento torsional.
- Dado que las estructuras de los seguidores solares son muy grandes y delgadas, estos fenómenos son muy peligrosos para la integridad estructural, ya que se autoexcitan y, una vez que ocurren, la amplitud del movimiento aumenta progresivamente a medida que cambian las condiciones. Para un seguidor solar determinado, estos fenómenos pueden comenzar a partir de una determinada velocidad del viento y un determinado ángulo de inclinación.
- La torsión elevada produce una deformación plástica en la estructura, lo que provoca una falla completa y daños en las estructuras del seguidor.
Posibles acciones para evitar fenómenos de galope torsional y futuras fallas del Tracker.
La aparición de galope torsional está influida por las propiedades estructurales y dimensiones de los seguidores solares, el ángulo de inclinación y las características del viento. Dado que el viento no es controlable, las acciones para prevenir este fenómeno deben centrarse en abordar los siguientes factores:
- Ángulo de estiba óptimo: el ángulo de estiba óptimo puede depender de varios factores, entre ellos el diseño del seguidor, las condiciones de viento específicas del sitio, la arquitectura del seguidor, las pruebas en túnel de viento, las recomendaciones del fabricante y el análisis de ingeniería. Es esencial colaborar con profesionales de ingeniería, tener en cuenta las condiciones específicas del sitio y cumplir con las recomendaciones del fabricante para determinar el mejor ángulo de estiba para una instalación de seguidor solar en particular, minimizando el riesgo de galope torsional y asegurando la estabilidad del sistema.
- Aumentar la rigidez torsional: Dado que las dimensiones de la estructura y el ángulo de inclinación están definidos por la cantidad de energía generada, por lo que generalmente es fijo para cada planta de energía. Por lo tanto, la mejor posibilidad de actuar sobre la estructura sería aumentar su rigidez torsional. Para ello, existen diferentes opciones, desde cambiar el material y el perfil de la barra del eje (Torque Tube) hasta agregar soportes adicionales a los módulos fotovoltaicos.
- Sistema de amortiguación: Implementar sistemas de amortiguación en el diseño del seguidor para absorber y disipar las vibraciones torsionales.
- Pruebas en túnel de viento : Realice pruebas en túnel de viento antes de la finalización de la estructura para evaluar las características aerodinámicas e identificar posibles fuentes de galope torsional.
- Diseño flexible: Diseñe rastreadores teniendo en cuenta la flexibilidad para permitir cierto grado de movimiento y adaptabilidad a las diferentes condiciones del viento.
- Sistemas de control avanzados: utilice sistemas de control avanzados que puedan ajustar la orientación del rastreador en función de las condiciones del viento en tiempo real, minimizando el riesgo de galope torsional.
- Consulta con expertos: busque asesoramiento y consulta de expertos en ingeniería eólica para asegurarse de que el diseño del seguidor sea robusto y capaz de soportar el galope torsional.
La implementación de una combinación de estas medidas puede mejorar la estabilidad y confiabilidad de los seguidores solares, reduciendo el riesgo de galope torsional y posibles fallas.
