Investigadores de la Universidad de Salerno y la Universidad de Nápoles Federico II (Italia) han desarrollado un nuevo diseño de sistema fotovoltaico para estadios deportivos de tamaño pequeño o mediano.
El sistema se basa en la combinación de módulos de cubierta metálica con paneles fotovoltaicos ligeros y flexibles, y se afirma que tiene una construcción ligera y unas propiedades de rigidez «notables». «La estructura desplegable utilizada para activar el mecanismo de seguimiento del sol se ha diseñado de tal manera que puede aplicarse fácilmente a los estadios existentes», explicó a pv magazine Fernando Fraternali, autor correspondiente de la investigación. «Puede aplicarse a cualquier cubierta de estadio conectando adecuadamente el cable bus a una estructura de soporte superpuesta a la cubierta existente».
En el artículo «A tensegrity structure for a solar stadium roof with sun-tracking capability» (Una estructura de tensegridad para el techo de un estadio solar con capacidad de seguimiento solar), publicado en Thin-Walled Structures, el equipo de investigación describía el diseño propuesto como un sistema de tensegridad de clase 4, en el que la integridad de la estructura depende del equilibrio de los elementos tensores.
También explicaba que la estructura de cubierta presentada en el estudio es la denominada V-expander, que se refiere al uso de un puntal rígido en forma de V en una estructura de tensegridad. «El V-Expander original fue introducido por René Motro en su conocido libro de texto como un sistema en forma de V compuesto por ocho barras dispuestas en dos conjuntos distintos de cuatro barras cada uno, con longitudes iguales», explicó además. «Nuestra variante es una estructura de tensegridad de clase 4 compuesta por ocho barras y siete cables».
La cubierta fotovoltaica propuesta se basa en módulos triangulares de tejado metálico con paneles fotovoltaicos de seguimiento solar. El movimiento que acciona el mecanismo de inclinación se activa mediante un cabrestante situado en una posición adecuada y ajustando la longitud de reposo del cable bus, lo que permite un movimiento con un consumo de energía supuestamente muy bajo.
«La estrategia de seguimiento del sol utiliza una técnica de accionamiento por tensegridad, que se controla ajustando la longitud de reposo de un cable bus conectado a unos puntales», explican los investigadores. «Este mecanismo permite que las placas ligeras del tejado, cubiertas con tiras fotovoltaicas, se inclinen de forma óptima para absorber la máxima energía solar. Las tiras fotovoltaicas pueden fabricarse con células amorfas de película fina, células fotovoltaicas orgánicas o paneles fotovoltaicos flexibles. Además, podrían utilizarse paneles fotovoltaicos más estándar, siempre que su peso se tenga en cuenta con precisión en el análisis estructural».
Se dice que el método propuesto aumenta la capacidad anual de producción de energía eléctrica del tejado solar hasta un 54% en comparación con un tejado solar de pendiente fija. «La estrategia de seguimiento solar localmente variable es particularmente eficaz durante los meses de invierno, logrando aumentos de producción de energía de hasta el 80%», subrayan los académicos. «En reposo, la estructura de elevación se comporta como un sistema ligero de tensegridad».
El grupo de investigación señaló que el sistema podría optimizarse aún más desplegando sus subunidades con diferentes ángulos de inclinación o utilizando seguidores solares de dos ejes. «Otras mejoras de la estrategia de diseño del estadio solar podrían incluir la adopción de células solares de silicio de alta eficiencia, que ofrecen eficiencias de hasta el 27% – 28%, así como el uso de células bifaciales», concluyó. «Además, el concepto de tensegridad-estadio puede ampliarse para estadios a gran escala».
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