Simulación CFD de los coeficientes de presión en una estructura de paneles solares para el diseño por viento de los soportes metálicos

Abstract

En este trabajo se presenta la obtención de los coeficientes de presión sobre una estructura conformada por paneles solares soportados por una estructura metálica de 4 apoyos anclados en tierra e inclinados 20º con respecto a la horizontal y sometidos a la acción del viento, a través de la utilización de la dinámica de fluidos computacional (CFD por sus siglas en inglés). La modelación se realizó para 5 direcciones de viento (0º, 45º, 90º, 135º y 180º). Además, se compararon los resultados de las presiones obtenidas durante una tormenta con la presión máxima que los paneles son capaces de soportar. Para esto, se utilizaron paneles de la marca ERDM, modelo 300-M6 HE, cuya resistencia máxima a la presión ejercida sobre ellos es igual a 5,400 pascales (550.65 Kg/m2) según el fabricante. Los resultados obtenidos indican que los paneles tienen una capacidad de carga mayor a los efectos provocados por el viento generado durante una tromba. Además se obtuvieron los coeficientes de presión netos sobre la superficie de los paneles solares, para cada una de las direcciones de viento mencionadas. Posteriormente, se compararon los resultados obtenidos con los establecidos por la Comisión Federal de Electricidad (CFE) para techos inclinados con una pendiente, encontrándose que los coeficientes propuestos por el reglamento son menores a los obtenidos durante este trabajo, por lo que se sugirió que los coeficientes en el reglamento no deben ser utilizados para este tipo de estructuras. Finalmente, se proponen los coeficientes de presión para las direcciones de viento más desfavorables (con mayor área de oposición al viento), los coeficientes de presión propuestos deberán ser utilizados para el diseño de los soportes metálicos.