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Estructuras fotovoltaicas: más allá del diseño estructural

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Ingeniería Estructural: Tunel de Viento en Estructuras Fotovoltaicas - Plantas Solares

Los costes de fabricación, montaje y mantenimiento de estructuras fotovoltaicas tienen hoy un peso fundamental en la inversión total de una planta de generación solar fotovoltaica. Esta tendencia viene marcada por diversos factores relacionados con la evolución del sector: mayor tamaño de las plantas (del orden de decenas o centenares de megavatios), incremento global de la competencia y apertura de nuevos mercados, y fundamentalmente la drástica reducción del precio de los paneles solares.

CADE cuenta con un posicionamiento privilegiado en el sector de la energía solar fotovoltaica gracias a su amplia experiencia en el desarrollo, diseño e ingeniería de estructuras solares, así como en proyectos singulares de consultoría de integridad en instalaciones existentes. Cuenta entre sus clientes con los actores más relevantes del sector: promotores, inversores, aseguradoras, contratistas llave en mano, fabricantes, operadores, mantenedores y propiedades.

Los servicios desarrollados por CADE se distinguen por su alta competitividad y fiabilidad, y están respaldadas por un profundo conocimiento del producto, el empleo de sofisticadas herramientas y metodologías de trabajo y una amplia experiencia en el desarrollo, validación y operación de estructuras fotovoltaicas fijas o móviles (1 y 2 ejes).

CADE incorpora todas las fases de desarrollo del producto: desde el desarrollo conceptual, simulación estructural, diseño detallado, definición de procesos de fabricación y montaje, hasta la operación y el mantenimiento, donde se suministran servicios especializados de ingeniería y consultoría en integridad estructural.

Diseño y análisis de la estructura

PV Structures FEA (analisis de estructura fotovoltaica)

Mediante el uso de herramientas de cálculo y análisis por elementos finitos (FEA), es posible obtener modelos estructurales para evaluar y analizar el comportamiento global y local. El objetivo: reducir el peso y garantizar la seguridad de la estructura. A través de la simulación por elementos finitos, es posible evaluar en detalle elementos críticos de la estructura (perfilería, soldaduras, juntas atornilladas, anclajes, etc.), así como determinar modos de fallo que mediante otros métodos de cálculo quedarían sin analizar (pandeos, grandes desplazamientos, no linealidades, etc.).

CADE lleva a cabo complejos análisis de predicción de fallos, integridad y seguridad (FMEA, FMEA, RAM, etc.) como parte de sus metodologías de trabajo en estructuras solares. Estas metodologías son empleadas habitualmente en aquellos sectores en los que los requisitos de fabricación son extremadamente exigentes.

Túnel de viento

PV Structures: beyond structural design

Un amplio conocimiento de estándares y códigos de diseño internacionales permite determinar el tipo de carga menos favorable para cada elemento de la estructura. Pero la experiencia acumulada por CADE en esta materia revela que los márgenes de seguridad en relación a las cargas consideradas por los códigos, son de manera general demasiado conservadores, implicando en muchas ocasiones costes adicionales en la producción.

Mediante ensayos de túnel de viento es posible determinar de manera más precisa las cargas de viento a considerar, obteniendo de esta manera un modelo de cálculo más preciso y particular para cada emplazamiento.

CADE cuenta con amplia experiencia en la selección de laboratorios internacionales especializados, en la definición y supervisión de ensayos de túnel de viento, así como en el post procesado y análisis de resultados de dichos ensayos.

Sistema de accionamiento y actuadores

En estructuras solares con seguimiento, la correcta selección del tipo de accionamiento tiene una gran relevancia en términos de costes de producción, disponibilidad y fiabilidad de operación, y seguridad. CADE selecciona, diseña y valida el sistema de accionamiento más apropiado en relación a los costes objetivos del producto y a los requerimientos estructurales específicos del proyecto, teniendo en cuenta además, las condiciones de operación y mantenimiento asociadas a la vida útil de la estructura.

Cimentación y sistemas de anclaje de estructuras fotovoltaicas fijas y seguidores

La selección apropiada del sistema de anclaje (zapatas de hormigón, micropilotes, tornillos de anclaje, hincado, etc.) puede tener un impacto relevante en la estructura, no solo a nivel estructural sino también a nivel de coste final del producto. Se trata de un componente muy relevante, no solo en términos de material, sino también en términos de tiempos de construcción y montaje.

Design to cost, Lean Manufacturing and Supply Chain

La reducción de costes no siempre está relacionada con la disminución de material. Elaborar un diseño enfocado a un producto económico, flexible y de producción en masa, debe tener en cuenta todas las variables del proceso. 

La experiencia de CADE en el diseño de estructuras singulares, herramientas de simulación y un conocimiento profundo de los procesos industriales de montaje, nos permite adaptar el diseño a las capacidades productivas del fabricante y del cliente.

Definir un proceso de fabricación basado en Lean Manufacturing y con la perspectiva de la Industria 4.0 de acuerdo con la tendencia actual, implica una reducción del coste de este proceso que repercute directamente con los resultados finales.  

Diseños modulares y estandarizados son la base para reducir los costes de transporte y almacenaje, minimizando los tiempos de suministro. La elección de un diseño modular y fácil de montar es esencial para reducir los costes de montaje y mantenimiento. Además, teniendo en cuenta el gran volumen de producción que se debe controlar, es necesario incorporar al proceso la optimización de la cadena de proveedores y logística.

Más información:

Si deseas ampliar información sobre los servicios de CADE para el desarrollo, validación y operación de estructuras fotovoltaicas, puedes enviar tu consulta completando el siguiente formulario:

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