¿Qué son y para qué sirven los cálculos CFD?

Cualquier persona ajena al mundo de la energía solar podría pensar que una instalación tan solo es poner unos soportes, montar las placas solares encima y ya. No obstante, realizar una correcta instalación fotovoltaica es mucho más que eso, requiere de un gran trabajo de ingeniería y de cálculos de todo tipo: desde medir la cantidad de lastre necesaria y la correcta inclinación de los soportes, hasta el tipo de disposición de los paneles solares para que éstos sean lo más eficientes posibles. Pero además de todo eso, hay algo que es fundamental tener controlado: las cargas de viento, el enemigo público número uno de los soportes lastrados. Para eso, en Landatu Solar realizamos cálculos de fluidos (CFD) y en el post de hoy te explicamos qué es.

¿Qué son los fluidos?

Antes de entrar en materia, conviene explicar qué es un fluido. 

Aunque no nos demos cuenta, el mundo que nos rodea está lleno de flujos, desde el agua que bebemos hasta el aire que respiramos día tras día. Estos fluidos en constante movimiento y cambio, han sido objeto de estudio y fascinación durante siglos tratando de entender y predecir el comportamiento de estos líquidos y gases en diferentes situaciones. 

Pero, ¿qué es exactamente un fluído? Se denomina fluido a todo cuerpo con capacidad de fluir, es decir, carece de rigidez y en consecuencia puede adaptarse y alterar su forma a la del recipiente que lo contiene. Estos fluidos pueden ser líquidos o gases en función de la diferente intensidad de las fuerzas de cohesión existentes entre sus moléculas. En este sentido, en el agua las fuerzas que contienen las moléculas permiten que las partículas se muevan con libertad y dado que mantienen enlaces latentes, no pierden su volumen. Por este motivo, cuando vertemos un líquido a un recipiente, el líquido adquiere su forma. Es por eso aquello que decía Bruce Lee de “be water my friend”. 

Por otro lado, en lo que respecta a los gases, éstos están compuestos por partículas en movimiento separadas que chocan unas con otras tratando de dispersarse, es por este motivo que no tienen ni forma ni volumen definidos. Al igual que los líquidos, también adquieren la forma del recipiente, pero dada su expansibilidad, tienden a ocupar el mayor volumen posible. 

Cálculos de fluidos (CFD)

Ya tenemos claro lo que es un fluido. Genial. Ahora bien, ¿qué narices es esto de CFD? El análisis de cálculo CFD (Computational Fluid Dynamics) como su propio nombre indica, nos permite conocer cuál será el comportamiento de un fluido mediante una simulación. Es decir, gracias a esta serie de cálculos podremos conocer cómo será la interacción con otros objetos, con otros fluidos o su comportamiento a diferentes temperaturas y velocidades. 

Estos datos son sumamente valiosos y normalmente se utilizan en sistemas de ventilación y en hidráulica ya que permiten diseñar piezas más eficientes a las pérdidas de presión y turbulencias. 

En lo que respecta a la instalación fotovoltaica, contar con esta información también es esencial. Y es que, cuando hablamos de soportes lastrados, esto es, soportes fijados a la superficie por el peso ejercido, el viento es una variable a la que debemos prestar especial atención ya que condicionarán la cantidad de lastre y la necesidad o no de deflectores. 

Tipos de lastre 

Como os venimos contando, el comportamiento del viento condiciona la cantidad de lastre que tendremos que colocar en nuestros soportes. En lugares con rachas de viento fuertes, la cantidad de lastre que tendremos que colocar será mayor mientras que en lugares con poco viento, una cantidad mínima de lastre será suficiente. 

En el mercado existen multitud de clases de lastres: hormigón, arena, grava… y con nuestros soportes utilizar agua para el lastrado también es una opción. De hecho, hemos realizado varias instalaciones con el lastre de agua. Si os interesa conocer un poco más en profundidad sobre estas instalaciones, en nuestra web tenemos una sección llamada “casos de éxito” donde podéis echar un ojo. 

Continuando con el tema del lastrado, gracias al diseño en dos partes de nuestros soportes, no solo podemos lastrar con agua sino que también podemos regular de manera precisa la cantidad de lastre que queramos introducir. En instalaciones sobre cubiertas planas donde existen ciertas limitaciones de peso, poder regular de esta manera la cantidad de lastre es toda una ventaja. 

Además, otra de las ventajas de utilizar nuestros soportes es que se puede aprovechar la propia grava existente en las cubiertas como lastre. Y es que, muchas cubiertas planas tienen una capa de grava como barrera protectora, algo de lo que podemos hacer uso y que facilita y agiliza la instalación. Si quieres conocer más sobre esto, en nuestra web tenemos un post hablando de ello así como información sobre una instalación realizada de esta manera. 

Deflectores 

Otras de las variables afectadas por las cargas de viento son los deflectores, dispositivos que se colocan en los soportes para reducir el impacto del viento. Gracias a este sistema además, reducimos la cantidad de lastre necesaria, algo a tener en cuenta en aquellas superficies que no puedan soportar mucho peso. 

Conocer el comportamiento del viento, por tanto, también es importante a la hora de determinar si necesitamos utilizar deflectores o no. Cabe señalar que este dispositivo siempre puede utilizarse, ya que en situaciones en las que haya limitación de peso, utilizar deflectores puede ser una excelente opción para no usar tanto lastre. Sin embargo, hay situaciones en las que las cargas de viento son tan fuertes que plantearse una instalación sin deflectores deja de ser una opción y es importante conocer cuándo estamos en esa tesitura. 

Conclusión

En Landatu Solar conocemos la importancia de realizar cálculos de fluídos (CFD) antes de realizar instalaciones fotovoltaicas ya que, como habéis podido comprobar, esa información es la que nos ayudará a determinar el tipo y la cantidad de lastre a utilizar así como a decidir si utilizar deflectores o no. Las cosas se hacen bien, o no se hacen. 

Esperamos que este artículo os haya parecido interesante pero sobre todo, útil.

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