Evaluation of windbreaks for the protection of photovoltaic panels located in rural areas

Revista Ingeniería Agrícola

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Title Evaluation of windbreaks for the protection of photovoltaic panels located in rural areas
Evaluación de cortinas rompevientos para la protección de paneles fotovoltaicos enclavados en zonas rurales
 
Creator Laffita-Leyva, Alexander
Martínez-Rodríguez, Arturo
Valdés-Hernández, Pedro A.
Alonso-Fraga, Agustín
Acosta-Díaz, Rigoberto
 
Subject
porosity; photovoltaic fields; CFD; allowable loads; hurricanes


porosidad; campos fotovoltaicos; CFD; cargas permisibles; huracanes

 
Description The research belongs to a project approved by the National Energy Program. The objective of the work is to evaluate the protection effect that windbreak curtains can provide to a photovoltaic field located in a rural area, in the face of hurricane force winds, applying Computational Fluid Dynamics (CFD) tools. A windbreaker of Bugambilia (Bougainvillea spectabilis) of 2 and 3 m in height and porosities of 0.56 and 0.79 is simulated. The distribution of wind speeds in the environment of a photovoltaic field sector composed of ten batteries, made up of 10 photovoltaic modules each with an arrangement of 5x2 panels, are determined for different intensities and direction of the winds. Likewise, the aerodynamic loads and the Von Mises stresses acting on the panels are determined. As a result, it is obtained that the curtain provides effective protection to the entire photovoltaic field, preserving the integrity of the solar panels, due to the fact that the maximum dynamic tensions reached do not exceed the permissible loads for winds of up to 56 m / s (200 km / h ) coinciding with the upper limits of the wind speed in category III hurricanes of the Saffir Simpson scale.
La investigación pertenece a un proyecto aprobado por el Programa Nacional de Energía. El objetivo del trabajo consiste en evaluar el efecto de protección que pueden brindar las cortinas rompe vientos a un campo fotovoltaico situado en un área rural, ante la acción de vientos huracanados, aplicando herramientas de Dinámica de Fluido Computacional (CFD). Se simula una cortina rompevientos de Bugambilia (Bougainvillea spectabilis) de 2 y 3 m de altura y porosidades de 0,56 y 0,79. Se determinan, para diferentes intensidades y dirección de los vientos, la distribución de velocidades del viento en el entorno de un sector de campo fotovoltaico compuesto por diez baterías, conformadas por 10 módulos fotovoltaicos cada una con un arreglo de 5x2 paneles. Asimismo, se determinan las cargas aerodinámicas y las tensiones de Von Mises que actúan sobre los paneles. Como resultado se obtiene que la cortina proporciona una protección efectiva a todo el campo fotovoltaico conservándose la integridad de los paneles solares, debido a que las tensiones dinámicas máximas alcanzadas no superan las cargas permisibles para vientos de hasta 56 m/s (200 km/h) coincidente con los límites superiores de la velocidad del viento en huracanes de categoría III de la escala Saffir Simpson.
 
Publisher Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola (IAgric)
 
Contributor

 
Date 2021-05-12
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion

 
Format application/pdf
text/html
application/epub+zip
application/zip
 
Identifier https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1396
 
Source Revista Ingeniería Agrícola; Vol. 11, Núm. 3 (2021): Julio-Septiembre
2227-8761
2306-1545
 
Language spa
 
Relation https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1396/2644
https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1396/2545
https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1396/2563
https://revistas.unah.edu.cu/index.php/IAgric/article/view/1396/2564
 
Rights Copyright (c) 2021 Revista Ingeniería Agrícola
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
 

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