Aplicación de Simulación Computacional en el uso de paneles solares

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Para la lectura de fin de semana una propuesta que nos sugiere Atzin Mendoza, integrante del equipo de ESSS, una empresa que desde hace 30 años reúne conocimiento en ingeniería y ciencias de la computación para ofrecer, a los diversos sectores de la industria, las más avanzadas herramientas y soluciones en simulación numérica, ayudando a ingenieros y diseñadores a tomar mejores decisiones en las diferentes etapas de la vida de un producto o proceso (diseño, selección de materiales, construcción, resolución de problemas, mantenimiento). Es un Apex Channel Partner y representante oficial Ansys para América Latina, Portugal, España e Italia.

Este el texto de Atzin para los lectores de pv magazine

Imagen de Rodrigo Velázquez de ESSS. Estudio de flujo externo preliminar de viento sobre un array de paneles, distribución de presión total

En el contexto actual, donde la sostenibilidad y la eficiencia energética son más cruciales que nunca, la energía solar emerge como una de las soluciones más prometedoras. Sin embargo, para maximizar la eficacia y la durabilidad de los paneles solares, es fundamental emplear herramientas avanzadas de simulación, por lo que estos sistemas contribuyen significativamente al diseño, optimización y mantenimiento de sistemas fotovoltaicos.

El diseño de paneles solares debe abordar múltiples factores para garantizar un rendimiento óptimo. La simulación computacional permite a los ingenieros y diseñadores modelar y analizar diversos aspectos de los paneles solares antes de su fabricación.

Uno de estos aspectos es la distribución de carga, ya que ayuda a simular cómo las cargas externas, el viento o la nieve, afectan la estructura del panel solar. Esto permite diseñar paneles que resistan las condiciones meteorológicas extremas y prolonguen su vida útil.

Asimismo, para conocer la eficiencia del material se utilizan simulaciones de elementos finitos, donde se puede evaluar el comportamiento de diferentes materiales en los paneles solares, permitiendo seleccionar los más adecuados para mejorar la eficiencia y reducir los costos.

Hablando del calor y gestión térmica, la simulación permite verificar la acumulación de calor y así poder aumentar la eficiencia de los paneles solares. La tecnología facilita el análisis térmico para optimizar la gestión del calor, asegurando que los paneles funcionen a temperaturas óptimas.

Imagen de Rodrigo Velázquez de ESSS. Simulación por corriente de viento. Estudio de flujo externo preliminar de viento sobre un array de paneles, distribución de magnitud de velocidad

En el caso de la planificación y administración de granjas solares son tareas complejas que requieren un enfoque detallado para maximizar su eficiencia y sostenibilidad. La simulación computacional, puede apoyar en la configuración del sitio, la interacción de componentes, el impacto ambiental y su debido mantenimiento.

Sobre la configuración del sitio, se puede modelar el terreno y la disposición de los paneles para optimizar la captación solar. La simulación de la sombra proyectada por obstáculos cercanos y la disposición óptima de los paneles en función de la geografía del terreno son cruciales para maximizar la eficiencia.

En una granja solar, los paneles están interconectados con otros componentes, como inversores y sistemas de seguimiento. Aquí se puede simular cómo estos componentes interactúan entre sí y con el entorno, identificando posibles problemas y áreas de mejora.

Por otro lado, la simulación permite prever el impacto ambiental de la granja solar y planificar estrategias de mantenimiento. Puede facilitar el análisis del desgaste y las posibles fallas de los componentes, ayudando a desarrollar programas de mantenimiento predictivo.

Uno de los mayores beneficios de utilizar simulación en el diseño de paneles solares es la reducción de costos y tiempo de desarrollo. La capacidad de realizar simulaciones detalladas y precisas significa que se pueden identificar y solucionar problemas antes de la fabricación o la construcción, minimizando la necesidad de costosos prototipos físicos y pruebas de campo.

Esta innovación no solo ayuda a mejorar los diseños existentes, sino que también facilita la exploración de nuevas tecnologías. Los avances en materiales, diseño de paneles y sistemas de seguimiento pueden ser evaluados mediante simulaciones, acelerando el desarrollo de innovaciones en el sector solar.

Con el crecimiento continuo de la industria solar, la demanda de soluciones más eficientes y rentables aumentará. Hoy día, la simulación con su amplia gama de escenarios y variables seguirá siendo una herramienta esencial para enfrentar estos desafíos. La integración de tecnologías emergentes, como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, podrían transformar aún más la forma en que diseñamos y optimizamos sistemas solares.

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