Un grupo de científicos de la Universidad de Wollongong, en Dubai, ha propuesto un nuevo enfoque para desplegar la tecnología de protección directa contra rayos en emplazamientos que albergan sistemas fotovoltaicos con orientación este-oeste y con una separación limitada entre los paneles.
Explicaron que la integración de la protección directa contra rayos en este tipo de conjuntos solares es difícil en cuanto al cumplimiento de los requisitos del Sistema Terminal Terrestre (ETS) y las protecciones directas contra rayos, sobre todo en instalaciones sobre tejado.
«El método propuesto introduce ecuaciones para apoyar el enfoque innovador para mástiles de rayos horizontales y aborda los requisitos de la red de tierra en condiciones de humedad variables», dijo el grupo. «Las ecuaciones proporcionadas por el documento permiten a los ingenieros configurar la disposición del panel para las orientaciones este y oeste utilizando sólo tres conjuntos de datos y garantizando al mismo tiempo el cumplimiento de las protecciones contra impactos directos de rayos».
En el artículo «A novel lightning mast layout to Eliminate Shading Effect on PV panels» (Un nuevo diseño de mástil pararrayos para eliminar el efecto de sombreado en los paneles fotovoltaicos), publicado en Electric Power Systems Research, el grupo de investigación explicó que las soluciones convencionales de protección contra rayos, como las instalaciones de mástiles altos, pueden dar lugar a un sombreado considerable sobre los paneles, y afirmó que el enfoque propuesto permite una disposición de acero adecuada de los paneles para cumplir las normas de protección contra rayos sin ningún sombreado.
«En un escenario en el que los paneles solares se instalan espalda con espalda, con un lado orientado al este y el otro al oeste, la instalación tradicional de mástiles de iluminación no es factible sin causar sombreado en los paneles», declararon los académicos, señalando que el sombreado puede conducir a puntos calientes y a la disminución de la eficiencia del panel. «El enfoque innovador consiste en instalar pararrayos horizontales a lo largo de la longitud del panel en lugar de verticales».
El sistema propuesto también utiliza varillas horizontales hechas de tiras de cobre fijadas a la estructura de soporte de acero de los paneles. «Esta configuración garantiza que la longitud de la varilla horizontal de cobre se mantenga corta y varíe en función de la longitud del panel», subrayan los académicos. «Estas longitudes se basan en paneles de hasta 600 W del mercado actual».
También advirtieron que la correa, varilla o cable de blindaje de cobre seleccionado no debe combarse bajo su propio peso o en condiciones de fuertes vientos y dijeron que los desarrolladores de proyectos también podrían considerar la utilización de varillas de acero revestidas de cobre que cumplan con la capacidad de transporte de corriente necesaria y sean resistentes a los daños causados por la energía de impacto de los rayos. «Este tipo de varillas o correas ofrecen una gran resistencia a la tracción», afirman. «La distancia entre los conductores de caída debe cumplir las normas y políticas pertinentes, tal como se indica en la referencia».
Según el grupo de investigación, las directrices propuestas pueden ofrecer una protección adecuada contra el riesgo de daños causados por el rayo en condiciones de tormenta y también contribuir a reducir los costos de la red de tierra.
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