Dinámicas de desprendimiento de vórtices detrás de un solo panel solar fotovoltaico a lo largo de un rango de ángulos de inclinación en flujo uniforme
Autores: Suárez, Jose Luis; Cadenas, David; Rubio, Higinio; Ouro, Pablo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Dinámicas de desprendimiento de vórtices detrás de un solo panel solar fotovoltaico a lo largo de un rango de ángulos de inclinación en flujo uniforme
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Paneles solares fotovoltaicos
Cargas de viento
Respuesta aerodinámica
Simulaciones de grandes remolinos
Desprendimiento de vórtices
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los paneles solares fotovoltaicos (PV) son estructuras muy delgadas que pueden estar equipadas con un sistema de seguimiento para ajustar su orientación y maximizar su rendimiento energético. Estas estructuras delgadas están expuestas a cargas de viento y su respuesta aerodinámica puede variar considerablemente dependiendo de la velocidad del viento y el ángulo de inclinación operativo que puede estar en el rango de +/-60. Se realizan simulaciones de grandes remolinos para desvelar los mecanismos que rigen la separación de vórtices y el flujo medio alrededor de un panel solar PV. Nuestros resultados muestran que se pueden distinguir tres regímenes: a =+/-10, se desprenden vórtices en el borde de ataque y se transportan a lo largo de la superficie del panel sin separación de flujo significativa; a =+/-10-35, una estructura de gran escala de baja frecuencia rige la separación de vórtices con vórtices de borde de ataque y de cola menos energéticos que se desprenden a frecuencias más altas; y, a =+/-35-60, el flujo en el lado de succión está completamente separado por la separación de vórtices no simétrica debido a la proximidad de la estructura al suelo. El número de Strouhal más alto se observa para =+/-35, en el cual el coeficiente del momento de inclinación también es máximo. Disminuir la distancia al suelo aumentó ligeramente el número de Strouhal para ángulos de inclinación negativos, mientras que no se observaron cambios para inclinaciones positivas.
Descripción
Los paneles solares fotovoltaicos (PV) son estructuras muy delgadas que pueden estar equipadas con un sistema de seguimiento para ajustar su orientación y maximizar su rendimiento energético. Estas estructuras delgadas están expuestas a cargas de viento y su respuesta aerodinámica puede variar considerablemente dependiendo de la velocidad del viento y el ángulo de inclinación operativo que puede estar en el rango de +/-60. Se realizan simulaciones de grandes remolinos para desvelar los mecanismos que rigen la separación de vórtices y el flujo medio alrededor de un panel solar PV. Nuestros resultados muestran que se pueden distinguir tres regímenes: a =+/-10, se desprenden vórtices en el borde de ataque y se transportan a lo largo de la superficie del panel sin separación de flujo significativa; a =+/-10-35, una estructura de gran escala de baja frecuencia rige la separación de vórtices con vórtices de borde de ataque y de cola menos energéticos que se desprenden a frecuencias más altas; y, a =+/-35-60, el flujo en el lado de succión está completamente separado por la separación de vórtices no simétrica debido a la proximidad de la estructura al suelo. El número de Strouhal más alto se observa para =+/-35, en el cual el coeficiente del momento de inclinación también es máximo. Disminuir la distancia al suelo aumentó ligeramente el número de Strouhal para ángulos de inclinación negativos, mientras que no se observaron cambios para inclinaciones positivas.