Evaluación de cortinas rompevientos para la protección de paneles fotovoltaicos enclavados en zonas rurales

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Alexander Laffita-Leyva
Arturo Martínez-Rodríguez
Pedro A. Valdés-Hernández
Agustín Alonso-Fraga
Rigoberto Acosta-Díaz

Resumo

La investigación pertenece a un proyecto aprobado por el Programa Nacional de Energía. El objetivo del trabajo consiste en evaluar el efecto de protección que pueden brindar las cortinas rompe vientos a un campo fotovoltaico situado en un área rural, ante la acción de vientos huracanados, aplicando herramientas de Dinámica de Fluido Computacional (CFD). Se simula una cortina rompevientos de Bugambilia (Bougainvillea spectabilis) de 2 y 3 m de altura y porosidades de 0,56 y 0,79. Se determinan, para diferentes intensidades y dirección de los vientos, la distribución de velocidades del viento en el entorno de un sector de campo fotovoltaico compuesto por diez baterías, conformadas por 10 módulos fotovoltaicos cada una con un arreglo de 5x2 paneles. Asimismo, se determinan las cargas aerodinámicas y las tensiones de Von Mises que actúan sobre los paneles. Como resultado se obtiene que la cortina proporciona una protección efectiva a todo el campo fotovoltaico conservándose la integridad de los paneles solares, debido a que las tensiones dinámicas máximas alcanzadas no superan las cargas permisibles para vientos de hasta 56 m/s (200 km/h) coincidente con los límites superiores de la velocidad del viento en huracanes de categoría III de la escala Saffir Simpson.

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Como Citar
Laffita-Leyva, A., Martínez-Rodríguez, A., Valdés-Hernández, P. A., Alonso-Fraga, A., & Acosta-Díaz, R. (2021). Evaluación de cortinas rompevientos para la protección de paneles fotovoltaicos enclavados en zonas rurales. Ingeniería Agrícola, 11(3). Obtido de https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1396
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Referências

ABJEG, H.: Concentrated photovoltaic tracker component stability and economic study, School of science and engineering of Morocco, Eng. Thesis, Morocco, 2016.

ALUCRASA S.A.: Soluciones en aluminio y cristal, [en línea], Alucrasa, 2008, Disponible en: http://www.alucrasa.com/?s=faq, [Consulta: 10 de diciembre de 2018].

BATISTA, T.M.; MATOS, P.F.: “¿Realidad o incertidumbre?”, Revista Energía y tú, 61: 29-31, 2013, ISSN: 1028-9925.

CASTELLI, M.R.; TONIATO, S.; BENINI, E.: “Numerical Simulation of the Aerodynamic Loads acting on top of the SMART Centre for PV Applications”, International Journal of Industrial and Manufacturing Engineering, 6(3): 725-730, 2012.

EUROGLAS S.A.: Ficha técnica de cristal templado, [en línea], Euroglas, 2013, Disponible en: http://euroglas.mx/sites/default/files/paradescargar/fichaTEMPLADO3.pdf, [Consulta: 10 de diciembre de 2013].

GILLIES, J.; NICKLING, W.; KING, J.: “Drag coefficient and plant form response to wind speed in three plant species: Burning Bush (Euonymus alatus), Colorado Blue Spruce (Picea pungens glauca.), and Fountain Grass (Pennisetum setaceum)”, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 107(D24): 1-15, 2002, ISSN: 0148-0227, DOI: https://dx.doi.org/10.1029/2001jd001259.

GOFRAN, C.: Experimental validation of CFD model predicting wind effects on inclined-roof mounted photovoltaic modules, KTH Industrial Engineering and Management Department of Energy Technology Division of Heat and Power Technology, Theses (in option of academic title Master of Science), Stockholm, 2008.

GOLBERG, D.; BOLDES, U.; COLMAN, J.: Capítulo 5: La protección de los cultivos de los efectos del viento: En Viento, Suelo y Plantas/Edit, Ed. INTA, INTA ed., Argentina, 130 p., 2003, ISBN: 987-521-104-4.

GRALA, K.R.: An evaluation of the benefits and costs of in-field shelterbelts in Midwestern USA, [en línea], Midwestern, Retrospective Theses and Dissertations, Midwestern USA, 2004, Disponible en: https://lib.dr.iastate.edu/rtd/1163, [Consulta: 10 de diciembre de 2016].

LÓPEZ, L.A.; LEÓN, F.E.D.; PARNÁS, V.B.E.; CATALDO, O.J.: “Estudio de coeficientes de presión en paneles solares frente a la acción del viento”, Revista Cubana de Ingeniería, 7(3): 35-44, 2017, ISSN: 2223-1781.

MENACHO, J.; GARCÍA, G.A.A.: “A Study about the Protection of an Array of Solar Panels from the Wind Load Action”, En: World Congress on Engineering, World Congress on Engineering, vol. 3, 2013, ISBN: 978-988-19252-9-9.

NC-285:2003: Carga de viento. Método de cálculo, Inst. Oficina Nacional de Normalización, Norma Cubana NC, La Habana, Cuba, vig de 2003.

ŘEHÁČEK, D.; KHEL, T.; KUČERA, J.; VOPRAVIL, J.; PETERA, M.: “Effect of windbreaks on wind speed reduction and soil protection against wind erosion”, Soil and Water Research, 12(2): 128-135, 2017, ISSN: 1805-9384, DOI: https://dx.doi.org/10.17221/45/2016-SWR.

SALMAN, A.; HOMSIRIKAMOL, E.; SHIH, P.J.: “Solar Panels Support Systems in Tropical Countries: An Inexpensive Approach”, ALAM CIPTA, International Journal of Sustainable Tropical Design Research and Practice, 6(2): 53-58, 2014, ISSN: 2289-3687.

WANG, H.; TAKLE, E.S.: “Model-simulated influences of shelterbelt shape on wind-sheltering efficiency”, Journal of Applied Meteorology and Climatology, 36(6): 695-704, 1997, ISSN: 1520-0450.

WANG, H.; TAKLE, E.S.; SHEN, J.: “Shelterbelts and windbreaks: mathematical modeling and computer simulations of turbulent flows”, Annual Review of Fluid Mechanics, 33(1): 549-586, 2001, ISSN: 0066-4189.

ZHOU, X.; BRANDLE, J.; MIZE, C.; TAKLE, E.: “Three-dimensional aerodynamic structure of a tree shelterbelt: Definition, characterization and working models”, Agroforestry systems, 63(2): 133-147, 2005, ISSN: 1572-9680.

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