La energía solar es actualmente el sector energético de más rápido crecimiento a nivel mundial. Las plantas de energía solar fotovoltaica convierten la luz solar en electricidad, y su enorme potencial para producir energía limpia y renovable convierte a la energía solar en una piedra angular de NetZero Emissions, que busca reducir las emisiones de dióxido de carbono a cero para 2050.
El viento tiene efectos tanto positivos como negativos en las redes de energía solar. Ayuda a mantener el rendimiento de los paneles solares al eliminar la suciedad y el polvo, y dado que los paneles solares generalmente pierden rendimiento a medida que se calientan, el flujo de aire sobre y alrededor de la superficie del panel aumenta el enfriamiento y la eficiencia. Sin embargo, los paneles estrechos son vulnerables a eventos de fuertes vientos, incluso hasta el punto de colapso estructural y fallas que pueden tardar semanas en repararse. Además, las reclamaciones de seguros han aumentado significativamente debido a fenómenos meteorológicos severos, desde la vulnerabilidad de los paneles fotovoltaicos hasta el mayor uso de energía solar.
En física de fluidos, Por AIP Publishing, investigadores del Centro de Diseño de Materiales de la Universidad PLS en Sophia Antipolis, Francia, han propuesto un marco único de toma de decisiones numéricas para proteger los paneles solares contra condiciones climáticas extremas.
“A través de la combinación de dinámica de fluidos avanzada e inteligencia artificial, vimos una oportunidad para abordar de manera innovadora el riesgo de daños causados por el viento y contribuir a la resiliencia de los sistemas de energía renovable”, dijo el autor Eli Hachem.
El espaciado entre filas, la distancia al suelo y los ángulos de inclinación son áreas principales de atención de los equipos de investigación para minimizar los efectos del daño del viento en los paneles solares. Los soportes de seguimiento que giran los paneles para una exposición máxima a la luz solar son efectivos hasta que se alcanza una cierta velocidad del viento. En este punto, el panel se mueve a una posición de almacenamiento supuestamente segura paralela al suelo. Si bien este método de almacenamiento es eficaz en algunos casos, los paneles pierden producción de energía en esta posición y, lo que es más importante, a menudo no están protegidos de las altas velocidades del viento.
El marco utilizado por el equipo combina simulaciones de viento avanzadas con aprendizaje automático para optimizar los ángulos de los paneles solares individuales bajo vientos fuertes. A diferencia de enfoques anteriores diseñados para proteger a los paneles, este nuevo enfoque trata a los paneles como tomadores de decisiones independientes e identifica soluciones creativas basadas en datos para reducir el estrés, superando significativamente las salvaguardias actuales.
“Es como enseñar a los paneles a bailar con el viento, minimizando el daño y preservando al mismo tiempo la producción de energía a altas velocidades del viento”, dijo Hatchem.
Los marcos de toma de decisiones para la protección de paneles solares desafían las prácticas de ingeniería tradicionales. Proporciona una solución escalable para aumentar la resiliencia en el mundo real, al tiempo que abre la puerta a sistemas inteligentes y adaptables al desafío de producir energía con cero emisiones netas de carbono.