Por razones obvias, los paneles solares deben resistir las inclemencias del tiempo. Ya sea que la amenaza sea el granizo, las tormentas o un huracán-tornado, la energía solar existe en la naturaleza y, para sobrevivir a ella, las instalaciones deben reforzarse para que sean resistentes. En las zonas más propensas a huracanes, eso significa soportar vientos de 300 km por hora.
El Rocky Mountain Institute (RMI), de Estados Unidos, ha publicado Solar Under Storm III (La solar bajo tormenta 3), basándose en su primera edición, para analizar los modos de fallo en las granjas solares tras el huracán Beryl, la primera tormenta de categoría 5 registrada, que azotó Granada, San Vicente y las Granadinas en julio de 2024. El grupo examinó tres proyectos en las Granadinas: uno construido según las mejores prácticas y dos que no lo estaban.
Carriacou, Granada, casa dañada por el huracán, energía solar intacta.
Imagen: RMI
En el nivel más alto, el grupo identificó nueve fallos recurrentes en múltiples huracanes y proyectos, junto con seis características relacionadas con la supervivencia.
Fallos comunes:
- Fallo de los módulos en la parte superior o en las abrazaderas en T.
- Bastidores de tamaño insuficiente o bastidores no diseñados para soportar la carga del viento.
- Falta de soporte lateral para los bastidores (diseño inadecuado para la carga lateral).
- Pernos de tamaño insuficiente.
- Pernos con un par de apriete insuficiente.
- Falta de conexiones resistentes a las vibraciones.
- Presión de diseño del módulo fotovoltaico demasiado baja para el entorno.
- Fallo por fatiga de ciclo bajo del marco del módulo fotovoltaico.
- Uso de tornillos autorroscantes en lugar de pernos pasantes.
Características de supervivencia:
- Pilares de doble poste.
- Pernos pasantes de los módulos solares (sin abrazaderas superiores o en T).
- Soportes laterales para bastidores.
- Cálculos estructurales registrados.
- Ingeniero del propietario registrado con programa de control y garantía de calidad.
- Conexiones atornilladas resistentes a las vibraciones, como tuercas Nyloc.
RMI describe diez especificaciones para hacer frente a la exposición al viento y al medio ambiente (sal), entre las que se incluyen módulos solares con una resistencia al levantamiento de 4000 Pa, una ingeniería robusta, un diseño de inclinación fija (sin seguidores) y una resistencia a la corrosión de 25 años. Estas medidas tienen por objeto contrarrestar los nueve fallos más comunes identificados en los proyectos solares dañados por huracanes.
El informe clasifica los daños observados utilizando un análisis de modos y efectos de fallos (FMEA), agrupando los problemas en seis áreas, que incluyen el marco y el laminado del módulo, los equipos de equilibrio del sistema, como los inversores, y cuatro categorías relacionadas con los bastidores: conexiones entre el módulo y el bastidor, componentes estructurales del bastidor, conexiones estructurales del bastidor y cimientos del bastidor.
El punto de fallo más común es la conexión entre el módulo y el bastidor. Hay múltiples formas en que esta conexión puede fallar, y tanto el marco del módulo solar como los herrajes del bastidor desempeñan un papel fundamental. Con el tiempo, la exposición repetida a tormentas y al aire cargado de sal puede debilitar el propio marco, haciéndolo más susceptible de fallar incluso cuando los herrajes del bastidor permanecen intactos.
Las conexiones entre los módulos y los bastidores son especialmente críticas porque el fallo de una sola conexión aumenta la superficie de los módulos adyacentes expuestos al viento, lo que puede provocar rápidamente un fallo en cadena en toda la matriz.
El apéndice del informe señala que, en la planta de Carriacou, solo el 35 % de los módulos no sufrieron daños. RMI atribuye más del 50 % de los daños a fallos en los clips compartidos entre varios módulos. Otro 30 % se debió al uso de un sistema de doble inclinación este-oeste, que permitía que el viento de un lado se colara por debajo de los módulos del otro.
La instalación de Union Island salió un poco mejor parada, con solo un 40 % de los paneles sin daños. En este caso, los fallos de los clips de arriba abajo representaron alrededor del 30 % de los daños, mientras que las vibraciones y los bastidores mal diseñados contribuyeron al resto.
Fallo en el sistema de montaje solar en Union Island.
Imagen: RMI
En la instalación de Mayreau Island, casi el 70 % de los módulos resultaron dañados, principalmente debido al fallo de los marcos de aluminio más delgados y cortos, un tipo común en muchos mercados pero no viable para su uso a largo plazo en el Caribe. Era la primera vez que RMI observaba este modo de fallo específico en módulos solares tan nuevos. El equipo pudo aislarlo gracias a las prácticas de construcción generalmente sólidas en otras partes del emplazamiento.
El resto del proyecto de Mayreau funcionó bien, con un montaje de módulos atornillados con herrajes resistentes a las vibraciones, un diseño de cimentación de doble poste con baja inclinación y un equilibrio eléctrico del sistema bien ejecutado.
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