Un equipo de la Universidad de Oviedo ha logrado, por primera vez, identificar de forma precisa la velocidad crítica del viento que termina provocando la ruptura de los seguidores solares de un solo eje, lo que permitirá realizar diseños seguros de estos mecanismos para que resistan los embates del viento sin quebrarse.

Los ensayos realizados por este equipo de las Áreas de Ingeniería Hidráulica y de Mecánica de Fluidos, que han sido publicados en dos revistas científicas, desentraña el misterio de la inestabilidad de los seguidores solares, según ha informado este viernes la Universidad de Oviedo.

Los seguidores fotovoltaicos de un solo eje, uno de los dispositivos mecánicos más utilizados para orientar los paneles solares, son uno de los sistemas más eficaces para producir energía eléctrica, pero la necesidad de ahorrar costes de fabricación ha llevado a que se den con frecuencia roturas por efecto del viento.

"Los fabricantes compiten actualmente por diseñar trackers cada vez más esbeltos, debido principalmente a la necesidad de abaratar costes", explica el profesor del Departamento de Energía de la Universidad de Oviedo y firmante de los artículos, Antonio Navarro Manso.

En esta tipología estructural los paneles están colocados a lo largo de un tubo de torsión, accionado por un único motor en la sección central, suelen emplearse en plantas de gran escala con potencias de 100 megavatios e incluso superiores y, de forma general, se estima que son un 30 por ciento más eficientes que las instalaciones con captadores fijos.

Sin embargo, esto ha llevado a numerosas roturas producidas por la acción del viento porque los fenómenos aerodinámicos no son suficientemente conocidos y no están adecuadamente contemplados en las normas de cálculo actuales, comenta el investigador principal.

"Se ha encontrado que, a partir de una cierta velocidad de viento, se genera una oscilación torsional de amplitud creciente, que puede llevar al colapso catastrófico de la estructura, indica el profesor, quien apunta que el funcionamiento de los seguidores radica en el continuo movimiento de rotación de su eje, siguiendo la orientación más favorable para captar la radiación solar, generalmente con el eje en dirección norte-sur.

Existe el riesgo de que, para cada uno de los ángulos de inclinación que tiene el seguidor en cada instante, se den unas condiciones específicas de velocidad y dirección de viento que provoquen el movimiento incontrolado del seguidor, hasta su destrucción o colapso.

Estas inestabilidades, que se producen incluso para velocidades de viento moderadas, dependen también de muchas otras variables, como son la turbulencia atmosférica, la posición del tracker dentro de la planta o de si se han instalado mecanismos de protección, como barreras, pantallas o amortiguadores.

Este estudio tiene importancia porque ha conseguido determinar de forma precisa la velocidad crítica de viento a partir de la que comienza el fenómeno de inestabilidad llamado galope torsional (torsional galloping) o flameo y ha logrado publicar, por primera vez, el diagrama de estabilidad de los seguidores solares de un solo eje.

La relevancia de esta investigación, que ha sido desarrollada en colaboración con empresas del sector (TSK, Praxia Energy S.L.), radica en el gran impacto científico-técnico del hallazgo, que permitirá a las empresas realizar diseños seguros frente a los efectos del viento, y en su indudable interés social, ya que está en la línea de investigación enmarcada en el campo de las energías renovables, resalta el catedrático.