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Cómo impacta el viento zonda sobre uno de los parques solares más grandes del país

Un grupo de investigadores llevó a cabo estudios de la incidencia de cargas de viento, en particular el conocido viento Zonda, sobre las estructuras de uno de los parques de generación solar-fotovoltaica más grande del país, ubicado en la provincia de San Juan.

El paneles solares interconectados, con el objeto de captar grandes cantidades de luz solar y transformarla en energía.”>Parque Solar “Iglesia-Estancia Guañizul” está ubicado en el Departamento Iglesia, a 201 kilómetros al noroeste de la capital de la provincia de San Juan. Posee más de 287 mil paneles solares, montados sobre estructuras soportes (trackers) que les permiten seguir el movimiento del sol, y con una potencia instalada, en una primera etapa, de 80 MW, que lo posiciona entre los proyectos energéticos más importantes del país.

La zona donde está instalado el parque solar, una amplia llanura a 2.300 metros de altura sobre el nivel del mar, es una de las más favorables en cuanto a su potencial solar ya que posee una irradiación horizontal global estimada en 2353 kWh/m² (kilowatts-hora por metro cuadrado).

Por la naturaleza y la magnitud del proyecto, una de las complicaciones más relevantes es la presencia del Zonda, uno de los vientos regionales del país más conocido. Pese a esto, son acotados los estudios sistemáticos sobre sus cargas o su acción, en particular en la zona donde se asienta el mencionado parque solar.

Ante ello, los responsables del proyecto Parque Solar “Iglesia-Estancia Guañizul” se contactaron con la Facultad de Ingeniería de la UNNE con el fin de obtener asesoramiento de especialistas del Túnel de Viento “Jaceck Gorecky”, el núcleo de investigaciones experimentales del Laboratorio de Aerodinámica de la FI-UNNE.

El interés de la consulta era la realización de un análisis de cargas de viento sobre toda la superficie de paneles del parque solar, que se conforma como una superficie nueva a un metro de suelo y que, además, modifica su situación según la posición respecto al sol.

El equipamiento de paneles solares se asienta sobre soportes móviles o trackers, que siguen el sol en una dirección y se van ubicando de sur a norte. Cada tracker consta de 36 paneles sobre cada estructura. Al ser móviles, los paneles pueden variar su rango de incidencia en 55 grados por lo que en las distintas posiciones presentan diferentes aspectos aerodinámicos al viento.

Detalles del estudio

Para estudiar los efectos de las cargas del viento sobre las estructuras soportes de los paneles solares del parque trabajaron dos grupos de investigadores de la Facultad de Ingeniería de la UNNE. Por un lado, investigadores del Laboratorio de Aerodinámica, conformado por Adrián Roberto Wittwer, Mario Eduardo de Bortoli y Jorge Omar Marighetti, quienes realizaron el estudio de cargas de viento con modelos reducidos en el Túnel de Viento.

Por otra parte, se llevaron a cabo modelados numéricos realizados por Hugo Guillermo Castro, Javier Mroginski y Juan Manuel Podestá, investigadores integrantes del Laboratorio de Mecánica Computacional (LAMEC), de doble dependencia UNNE-Conicet.

El estudio aerodinámico se realizó en dos partes, según la escala dimensional de los modelos para la medición de cargas de viento medias y fluctuantes. En el primer caso, se hicieron estudios de grupos de estructuras soportes para una superficie de, aproximadamente, una hectárea de paneles solares, con un modelo de 115 por 115 m, instaladas en la planta, y se estimó la distribución del viento y los efectos de “vecindad” (efectos del entorno cercano) en la configuración de las cargas de viento en grandes áreas.

En el otro estudio aerodinámico de viento previsto, se hizo el análisis de las cargas de viento en sistemas soportes aislados, un soporte de 16 paneles de 32 m de longitud, promedio. De esta manera se obtuvieron las configuraciones de cargas de viento generadas sobre los paneles de esa estructura aislada, registrando cargas medias y fluctuantes.

Los resultados de dichos estudios mostraron, principalmente, que la situación más comprometida, desde el punto de vista aerodinámico, se registra cuando el grado de incidencia del panel está en veinte grados de inclinación.

A partir de registros e información de los estudios en el Túnel de Viento, pudo verificarse toda la estructura en relación a la configuración de cargas de viento.

En forma paralela a los ensayos en el Túnel de Viento, en el Laboratorio de Mecánica Computacional (LAMEC), se realizaron estudios con modelos numéricos. En su desarrollo recayeron principalmente las estimaciones de los esfuerzos que debían soportar los elementos estructurales que componen el parque solar.

Así, los investigadores presentaron un informe del trabajo constituido por el modelo físico y el modelo numérico, que permitió contrastar e interactuar con las características de ambos tipos de modelos.

Relevancia del estudio

“El informe fue muy bien aceptado por la empresa, pues estas plantas se prevén para 30 años de vida útil de los paneles o captadores solares, por lo cual deben minimizarse los riesgos y la información técnica se posiciona como clave en la gestión de estos emprendimientos”, destacó a Argentina Investiga el ingeniero Jorge Omar Marighetti, del Laboratorio de Aerodinámica, uno de los investigadores responsable de los estudios.

Reiteró que no existe mucha información y mediciones sistemáticas del viento Zonda, pese a ser uno de los más reconocidos en el país, por lo cual el trabajo realizado se posiciona como uno de los estudios más sistemáticos que hoy se tiene para esa zona, para ese viento.

Señaló que en el parque solar estudiado no sólo se expone al viento una cantidad de estructura en un terreno totalmente plano a 2.300 metros de altura, sino también que va variando su aspecto aerodinámico durante el día al estar conformado por sistemas móviles.

“Suponiendo un viento constante, los trackers van variando su aspecto aerodinámico, y ese era un problema que no podía resolverse sin estudios previos”, expresó el ingeniero Marighetti y comentó que en el parque solar se había registrado un accidente debido al viento por el cual se dañaron paneles solares, lo que motivó a los responsables del proyecto a optar por la realización de estudios de cargas de viento ya que el viento Zonda a esa altura es bastante violento.

El investigador explicó que, tras la entrega del informe a la empresa a cargo del parque solar, mantuvo un nuevo contacto con su responsable argentino para avanzar en otros estudios más complejos. Ya definida la carga de viento y los esfuerzos estructurales, a futuro se piensa avanzar en ensayos dinámicos, que son básicamente algunos esfuerzos estructurales que varían en el tiempo.

“La realización de este estudio demostró la capacidad científico-tecnológica desarrollada por los investigadores del Túnel de Viento y de LAMEC, de la Facultad de Ingeniería, así como el gran potencial de transferencia de las investigaciones que se llevan a cabo y que muchas veces la sociedad local y regional desconoce” finalizó el ingeniero Marighetti.

Juan Monzón Gramajo
monzongramajo@gmail.com
José Goretta
Departamento de Comunicación Institucional del Rectorado de la UNNE

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