Comportamiento plataforma solar flotante - Parte 1

Comportamiento plataforma solar flotante
En los últimos años ha crecido notablemente el interés y la inversión en el uso de plataformas flotantes en el agua para la generación de energía renovable, tanto para aprovechamiento de energía eólica como solar.

En este blog, nos vamos a centrar el las plataformas flotantes de energía solar, que cada vez tienen una mayor implementación, pero que a su vez sufren de varios problemas derivados de estar flotando en el agua y sometidas a diversas condiciones climáticas.

COMPORTAMIENTO DE PLATAFORMA SOLAR FLOTANTE

Con el objetivo de mostrar las capacidades de las herramientas de CFD en la predicción del comportamiento de plataformas flotantes, tanto en el mar como en estanques o pantanos de interior, vamos a mostrar unos casos de ejemplo.

En este caso mostraremos una situación simplificada correspondiente a un parque solar flotante sometido a oleaje, corriente y viento. Es importante mencionar que se debe de tener en cuenta todos estos factores a la vez, ya que tenerlos en cuenta por separado puede ser demasiado optimista, pudiendo acabar en fallos catastróficos de la estructura.

La manera tradicional de llevar a cabo estos análisis es, por un lado, el cálculo aerodinámico de los paneles solares sin tener en cuenta el agua, y por otro, el cálculo de la plataforma sometida a oleaje.

La combinación de los tres fenómenos da como resultado un comportamiento complejo, donde la interacción de las olas y el aire puede dar lugar a inestabilidades no contempladas, y además, la corriente somete a los cables de soporte a una tensión, que combinada con las olas y el viento puede dar lugar al fallo repentino de los mismos (ya sea por fatiga, o efectos dinámicos).
Inicio del cálculo con la plataforma en reposo

El cálculo que mostramos a continuación se inicia con la plataforma en reposo. Las olas empiezan a generarse junto con el viento, empezando a mover la plataforma. La plataforma se sujeta con cables pretensionados. La posición de anclaje de los mismos es muy importante, como explicaremos en la parte 2 de este blog.

Plataforma moviendose debido al efecto del viento y olas

Se puede observar en el video como se produce una oscilacion notable, aunque se mantiene estable debido a los cables y a la posición de los anclajes.

La interacción ola-viento es claramente visible donde a los paneles no les llega una racha continua, debido a la baja altura de los mismos, las olas hacen “sombra” al viento y por tanto este llega de manera intermitente. Si bien esto puede parecer beneficioso, no tiene por qué serlo y puede llevar a una falsa sensación de seguridad, ya que en un principio las cargas estáticas pueden ser menores.

Sin embargo estamos en el reino de la dinámica y se deben mirar las cosas de otra manera. Las rachas intermitentes, como comentabamos al principio, pueden dar lugar a inestabilidades tanto globales, como locales (pudiendo afectar a las vigas que sujetan los paneles por ejemplo). La forma de detectar estos problemas solo se puede conseguir realizando simulaciones dinámicas como esta.

En la parte 2 de este blog, mostraremos algunos casos de fallo y por tanto la capacidad de la simulación a la hora de predecir dichos fallos.

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