El Acero y las Plantas de Energía Solar

El Acero y las Plantas de Energía Solar

Según la NASA SCIENCE, “en un nivel atómico, la energía fotovoltaica es la transformación directa de la luz en electricidad. Algunos materiales exhiben una propiedad conocida como efecto fotoeléctrico que los hace absorber fotones de luz y liberar electrones. Cuando esos electrones libres son capturados, ocurre una corriente eléctrica que puede ser usada como electricidad”.

De acuerdo con hechos históricos fue en el año 1839 que el físico francés Alexandre Edmund Becquerel observó por primera vez el efecto fotoeléctrico, pero apenas en 1954 el científico Russel Shoemaker Ohl anunció su invención: la célula solar moderna. No menos importante para este logro fue la presencia de otros dos grandes científicos, Calvin Fuller y Gerald Pearson, sin los cuales ella no habría sucedido.

Se llevaron a cabo muchas investigaciones hasta que en 1958 fueron usados por primera vez los paneles solares en el espacio con la ayuda del satélite Vanguard I, cuyo cual tenía 1 W; y, en el año 1964, la NASA lanza el satélite Nimbus, el cual funcionaba completamente gracias a su panel solar fotovoltaico de 470 watts. No tardaría mucho tiempo hasta que el potencial de energía solar se moviera del espacio sideral para las residencias y empresas en el planeta Tierra.

Surge, entonces, en el final de 1982 la primera Planta de Energía Solar Fotovoltaica de 1 MW, construida por Arco Solar en Lugo, cerca de Hesperia, California.

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_photovoltaic_power_stations

  

Planta de Energía Solar Fotovoltaica, también conocida como Parque Solar, Planta Solar, Central Solar o Granja/Hacienda solar, es un complejo repleto de módulos fotovoltaicos, popularmente llamados placas solares, con la capacidad de obtener energía ecológica, pues capta la luz del sol y la transforma en energía eléctrica, sin causar daños al medio ambiente. Fue desarrollada para proveer electricidad comercial a la red como una alternativa a otras centrales de generación de energía limpia y renovable, y también a los fósiles o nucleares. En ella la energía es generada en alto voltaje para fines de distribución.

 Los módulos fotovoltaicos pueden ser instalados en tierra o incluso sobre el agua de represas, ríos o mares, por medio de sistemas de flotación y por eso son llamadas plantas solares flotantes.

 

EL ACERO

 Cuando las plantas solares son instaladas en la tierra, que es por hoy es el principal y mayor tipo de instalación en el mundo, el acero es una de las principales materias primas para la fabricación de estructuras metálicas que soportan los paneles solares.

 El acero tiene características importantes para esta aplicación como la duración y resistencia a la corrosión, puesto que, en la gran mayoría de las veces, el sistema fotovoltaico permanece totalmente expuesto a la intemperie y cargas climáticas, como la nieve y el viento. Por otra parte, es necesario que el recubrimiento resista a la corrosión por décadas. Debido a su maleabilidad y elasticidad, el acero también permite que los perfiles sean moldeados de acuerdo con cada especificación.

 Diferentes tipos de acero con propiedades mecánicas están disponibles para garantizar un excelente desempeño de la estructura de soporte siendo que los más utilizados son los Aceros Estructurales en la clase del A36 hasta el A572-50, normalmente galvanizados por inmersión en caliente, revestidos o después pintados.

 Con la opción del acero los proveedores de las instalaciones solares consiguen garantizar una instalación económica y rápida, minimizan los costos de manutención durante todo el ciclo de vida de la instalación y reducen el impacto ambiental de la misma.

 El sistema estructural depende de cada proveedor, del local donde la planta será montada y del tipo de panel solar. Estas estructuras pueden ser fijas o movibles y para la composición de la mayoría de ellas son utilizados perfiles en acero del tipo C, W, tubos cuadrados y redondos. Normalmente se adaptan perfiles y tubos patrones del mercado en función de la facilidad de acceso a estos productos.

  Las estructuras metálicas fijas son utilizadas en latitudes menores y en plantas pequeñas, ya que la ganancia de eficiencia es pequeña comparada con los costos.

Crédito de la foto: Axial Tracker_fonte: https://www.axialstructural.com/installation?lang=en

  Ya las estructuras móviles, que utilizan los trackers unidireccionales, son las más instaladas en latitudes mayores o en grandes haciendas, pues tienen una necesidad mayor de captura de rayos solares. Este tipo de estructura viene aumentando año tras año y con expectativas de crecimiento en todo el mundo, de acuerdo con una investigación de GTM Research realizada en 2018.

Crédito de la foto: NexTracker_ https://www.nextracker.com/category/blog/video/

 

Crédito de la foto: Nextracker_ https://www.nextracker.com/category/blog/video/

Especificaciones básicas de las estructuras metálicas por partes:

 Columnas:  Perfil W o tubos cuadrados desde 4,75 hasta 6,3 mm en ASTM A36 o ASTM A572 G50 o equivalentes, después de galvanizado.

 Perfiles horizontales:  Perfil C o tubos cuadrados de 2 a 3 mm en SAE 1010, A36 o ASTM A572G50 o equivalentes, post-galvanizados o galvanizados de planta con post-pintura.

 Fijaciones: Normalmente clavadas directamente en el suelo con maquinaria de perforación y piloteadoras. Modelos de menor tamaño tienen estructuras fijadas en vigas de concreto prefabricado.

 El consumo de acero puede variar dependiendo del modelo de la estructura metálica y también del modelo del tracker o rastreadora utilizada, pero generalmente se mantiene entre 40 a 60 toneladas/MW de energía producida.  De esa forma, se considera sólo el consumo en las estructuras, no contabilizando el consumo para la subestación, los edificios de apoyo, las torres de transmisión y los cables.

 

 LA OBRA MÁS GRANDE DE AMÉRICA LATINA Y DEL MUNDO

 El Complejo Solar Pirapora es la mayor instalación solar fotovoltaica en operación de América Latina con capacidad de 399MW. Localizado en el estado de Minas Gerais, Brasil, está compuesto por tres plantas de energía solar, Pirapora I, Pirapora II y Pirapora III, con capacidad de 191,5 MW, 115MW  y  92,5MW  respectivamente.

Fuente: https://glaucodinizempresario.com.br/2018/05/23/glauco-diniz-duarte-conheca-a-maior-usina-de-energia-solar-da-america-latina-em-pirapora/

 

El Complejo Solar Bhadla es el mayor parque solar del mundo en marzo de 2020, localizado en Bhadla, Phalodi tehsil, distrito de Jodhpur, Rajasthan, India.  Con un área total de 40 km2, el parque tiene una capacidad total de 2.245MW.

Créditos de la foto: Image Source: Courtesy Google/CNES

 

Mayores Usinas Solares por país:

 

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