Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Jiangsu (China) han desarrollado un novedoso diseño de sistema fotovoltaico flotante capaz de resistir olas de hasta 4 m en aguas marinas.
«Nuestro trabajo ha logrado avances significativos en la comprensión de las respuestas hidrodinámicas de un novedoso sistema fotovoltaico flotante en alta mar (FPV, por su acrónimo en inglés), diseñado para optimizar el rendimiento y la estabilidad en entornos marinos difíciles», explica a pv magazine Sheng Xu, autor correspondiente de la investigación. «Mediante la integración de análisis experimentales y numéricos, nuestra investigación proporciona una visión en profundidad de la compleja dinámica de un sistema FPV multimódulo. Estos hallazgos son valiosos para la comunidad de ingeniería y diseño y contribuirán al despliegue rentable y la aplicación robusta de la tecnología solar flotante en entornos marinos».
Según el grupo de investigación, el diseño del sistema propuesto ofrece una gran estabilidad y un comportamiento superior en el mar. El comportamiento en el mar mide el grado de adaptación de un barco o buque a las condiciones marítimas y evalúa si puede operar con eficacia y garantizar la seguridad humana incluso en alta mar con condiciones adversas.
El sistema propuesto consta de una serie de pontones flotantes para la flotabilidad, junto con una estructura de soporte de entramado para los paneles solares. Los investigadores emplearon un modelo a escala 1:20, que se ensayó en la dársena de olas de la universidad en condiciones de oleaje regular e irregular para evaluar sus características hidrodinámicas. «Los resultados demostraron que el novedoso sistema FPV puede resistir olas de hasta 4 metros de altura», añadió Xu.
La investigación incluyó veintiuna pruebas con olas regulares para establecer el operador de amplitud de respuesta (RAO) del sistema FPV, examinando su comportamiento bajo diversas frecuencias y direcciones de olas. El RAO se refiere al movimiento de un buque flotante en seis grados de libertad. «Nuestro análisis indicó que el sistema FPV es más vulnerable en condiciones de mar de fondo», señalaron los científicos. «Este conocimiento crítico permite realizar modificaciones de diseño específicas para garantizar la resistencia en las condiciones de oleaje más difíciles».
Además, el equipo empleó un modelo numérico validado para simular el rendimiento hidrodinámico y las tensiones de amarre del FPV en condiciones marítimas extremas. Este enfoque integrado les permite predecir el comportamiento del sistema y optimizar su diseño para aplicaciones prácticas en el mundo real.
Sus conclusiones se recogen en el artículo «Experimental and Numerical Study on the Hydrodynamic Responses of a Novel Offshore Floating Photovoltaic System» (Estudio experimental y numérico de las respuestas hidrodinámicas de un novedoso sistema fotovoltaico flotante en alta mar), publicado en Ocean Engineering, que describe el innovador diseño y los exhaustivos procedimientos de ensayo.
«El exhaustivo análisis del estudio, que incluye análisis espectral y evaluaciones de la respuesta al movimiento, demuestra la adaptabilidad y eficacia del sistema FPV en entornos marinos. Estos resultados servirán de base para el futuro desarrollo de los sistemas FPV, garantizando que puedan resistir los retos que plantean los entornos marinos», afirman los autores. «Esperamos nuevos avances que mejoren la resistencia y la eficiencia de estos sistemas frente a condiciones ambientales extremas».
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