El cálculo de cargas de viento en estructuras solares requiere métodos precisos que superen las limitaciones de los enfoques analíticos tradicionales.

Mediante simulación CFD, se evaluaron fuerzas y momentos aerodinámicos según EUROCODE EN-1991-1-4, permitiendo un dimensionamiento estructural más realista, optimizando la seguridad y reduciendo sobredimensionamientos en configuraciones reales de plantas fotovoltaicas.

PROYECTOS

Cálculo de cargas de viento en estructuras solares según EUROCODE EN-1991-1-4

El cliente necesitaba cuantificar el efecto de las cargas de viento sobre estructuras solares para cumplir con el estándar EUROCODE EN-1991-1-4.

Si bien la normativa contempla procedimientos de cálculo analítico, estos están orientados principalmente a estructuras genéricas y geometrías simples. En el caso de estructuras solares —con configuraciones complejas y múltiples interacciones entre paneles— estos métodos pueden resultar excesivamente conservadores o poco representativos del comportamiento real.

Por este motivo, se planteó la necesidad de realizar simulaciones CFD para obtener valores más realistas de fuerzas y momentos aerodinámicos, permitiendo dimensionar con mayor precisión los elementos mecánicos y estructurales del sistema.

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ALCANCE DEL PROYECTO

El proyecto incluyó:

Análisis del efecto del viento para múltiples direcciones sobre un panel aislado, evaluando:
- Fuerzas aerodinámicas (arrastre y sustentación).
- Momentos generados sobre paneles y estructuras soporte.

Simulación de una matriz completa de paneles, representando el layout real de la planta, con el objetivo de:
- Analizar la influencia de la proximidad entre paneles.
- Evaluar el efecto de apantallamiento entre filas.
- Comparar las cargas en paneles perimetrales (especialmente en esquinas) frente a los paneles situados en el interior de la matriz.

Este enfoque permitió capturar fenómenos aerodinámicos que no pueden considerarse mediante modelos analíticos simplificados.

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

El análisis de las distintas direcciones de viento mostró que:

La dirección Norte generaba las mayores cargas sobre los paneles en el caso estudiado.
La dirección Sur producía cargas menores debido a la orientación y geometría del conjunto.

Asimismo, se identificaron diferencias significativas entre:

Las primeras filas de paneles, que soportan mayores fuerzas aerodinámicas al estar más expuestas.
Las filas centrales, donde el viento es más estable y las cargas son menores debido al efecto de apantallamiento.

También se evaluó la relación entre fuerza de arrastre y fuerza de sustentación, observándose que:

Con viento procedente del Norte o lateral, predominan las fuerzas de sustentación.
Con viento procedente del Sur, las fuerzas de arrastre son superiores a las de sustentación.

Este estudio permitió obtener un dimensionamiento más ajustado y realista de la estructura, optimizando la seguridad y evitando sobredimensionamientos innecesarios, todo ello en alineación con los requisitos del EUROCODE EN-1991-1-4.