Uno de los desarrollos tecnológicos fotovoltaicos claves de 2021, es la aparición y despliegue de módulos de alta potencia y formato largo, los cuales deberían proveer una mejora en la nivelación de los costos de energía (LCOE) y entregan saldos más bajos en el sistema de costos, y existen diversas ventajas que se pueden rescatar al respecto.
Sin embargo, con nuevos productos vienen nuevos desafíos, como el diseño de plantas de energía. Esta es un área en la que Trina Solar, proveedor global de módulos fotovoltaicos y soluciones energéticas inteligentes, se está enfocando.
Es así como la compañía lanzó su serie de módulos de formato largo, el Trina Solar 670, el cual podría lograr una salida energética superior al 34% en comparación al promedio de los módulos de 500 W+, disponibles en el mercado.
Reconociendo que uno de los desafíos de los módulos de formato largo es la estabilidad de los trackers fotovoltaicos, dado el incremento en la fuerza del viento, TrinaTracker -línea de negocio de Trina Solar- diseñó una nueva serie de trackers: el Agile 1P y el Vanguard 2P. Además de ser completamente compatibles con todos los módulos de alta potencia que van entre los 400 a los 670 W+, proveen una salida de energía optimizada, incluso bajo condiciones climáticas extremas.
Para validar la estabilidad de los trackers, se han reproducido prototipos a escala del Vanguard 2P y del Agile 1P, para luego someterlos a cargas estáticas, dinámicas y aero elásticas mediante pruebas de túneles de viento, realizadas por las firmas de consultoría en ingeniería de viento, CPP y RWDI, respectivamente.
Pruebas
Las pruebas constan de la Investigación de Modelos de Presión en Túneles de Viento, pruebas de Modelos Seccionales en 2D y Modelos Numéricos, y, una prueba adicional Completa de Modelos Aero elásticos. El tercer modelo, que no es típicamente implementado dentro de la industria, corroboró el rendimiento obtenido de las 2 Prueba de Modelo Seccional y Modelos Numéricos.
El Modelo de Presión hizo posible la obtención de una definición de los coeficientes estáticos más acertada para diferentes distancias entre columnas, despeje del suelo, separación de postes y largo de los tracker. Además, al añadir la información obtenida del Análisis Modal (frecuencias naturales) y la prueba de Vibración Libre (relación de amortiguación) el DAF (Factor de Amplificación Dinámica) fue obtenido.
El Modelo Seccional 2D permitió que se llevaran a cabo el Análisis de Estabilidad Aerodinámica y el Análisis de Respuesta a Agitaciones, usando Modelos Numéricos. La ventaja de la información obtenida del modelo seccional 2D es que los resultados fueron aplicados a trackers de un gran abanico de dimensiones.
El rendimiento del Modelo Numérico fue verificado al comparar los resultados en el modelo numérico y los resultados en la prueba de túnel de viento Aero elástica completa.
Las pruebas de túneles de viento evaluaron las reacciones de los elementos estructurales principales (postes, tubo de torsión y la correa), conectaron los rodamientos y ejes, y entregaron el rendimiento para mejorar el diseño de los tracker y así lograr una adaptabilidad más certera a los sitios.
SBP ratificó los procedimientos de cálculo que TrinaTracker adoptó, con la recopilación de rendimiento obtenida de las pruebas de túneles de viento.
Sobre estas pruebas, la serie de trackers fue optimizada para asegurar la confiabilidad y la adaptabilidad de todos los componentes del sistema de trackers. Los diseños fueron evaluados y se incluyeron postes más robustos, correas que agregar rigidez a los módulos, un tubo de torsión más firme, diferentes estrategias de colocación en la configuración para 1P y 2P, un diseño de trackers a medida, y sistemas multi-eje.