Energía solar
Energía solar
Resumen:
Resumen:
La aplicación de la soldadura en el campo de La aplicación de la soldadura en el campo de energía renovable-solar tiene un desarrollo energía renovable-solar tiene un desarrollo importante,
importante, a a continuación continuación establecemos establecemos laslas características de la fabricación de paneles características de la fabricación de paneles solares y celdas voltaicas. Citamos también la solares y celdas voltaicas. Citamos también la aplicación
aplicación de la de la soldadura soldadura en en paneles spaneles solaresolares para misiones satelitales. La investigación de este para misiones satelitales. La investigación de este campo toma mayor importancia día tras día campo toma mayor importancia día tras día debido a la necesidad de suplir las energías no debido a la necesidad de suplir las energías no renovables y proteger el medio ambiente.
renovables y proteger el medio ambiente.
Abstract:
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The
The application
application of
of welding
welding in
in the
the field
field
of
of renewable
renewable energy-solar
energy-solar is
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important
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development,
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solar
panels
panels and photovoltaic
and photovoltaic cells.
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protect
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environment
environment
Introducción:
Introducción:
La
La soldadurasoldadura es unes un proceso de fabricaciónproceso de fabricación enen donde se realiza la unión de dos materiales donde se realiza la unión de dos materiales usualmente logrado a través de usualmente logrado a través de la
la coalescenciacoalescencia en la cual las piezas sonen la cual las piezas son
soldadas
soldadas fundiendofundiendo ambas y pudiendo agregar unambas y pudiendo agregar un material de rel
material de relleno leno para conseguir un baño para conseguir un baño dede
material fundido que, al enfriarse, se convierte en material fundido que, al enfriarse, se convierte en una unión fija. Esto está en contraste con la una unión fija. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés
soldadura blanda (en inglés solderingsoldering) ) yy la
la soldadura fuertesoldadura fuerte (en inglés(en inglésbrazingbrazing), que), que implican el derretimiento de un material de bajo implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.
de trabajo.
Energía renovable Energía renovable
Es energía que se obtiene de fuentes naturales Es energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios capaces de regenerarse por medios naturales
naturales11. . Entre Entre las las energías energías renovables renovables sese cuentan
cuentan
aa hidroeléctrica,hidroeléctrica, eólica,eólica, solar,solar, geotérmica,geotérmica, maremmarem otriz,
otriz, lala biomasabiomasa y losy los biocombustibles.biocombustibles.
Energía solar: es la
Energía solar: es la energíaenergía obtenida mediante laobtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por captación de la luz y el calor emitidos por el
el Sol.Sol. Cada año la radiación solar aporta a laCada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la veces la cantidad de energía que consume la 11
↑
humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica utilizando paneles solares.
Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energía luminosa puede transformarse en energía eléctrica.
El término comprende a los colectores solares utilizados para producir agua caliente, los colectores solares es cualquier dispositivo diseñado para recoger la energía irradiada por el sol y convertirla en energía térmica. Los colectores se dividen en dos grandes grupos: los captadores
de baja temperatura, utilizados fundamentalmente en sistemas domésticos de calefacción y ACS, y los colectores de alta temperatura, conformados mediante espejos, y utilizados generalmente para producir energía eléctrica.
Captador solar plano, también
llamadocolector solar planoo panel solar térmico, consistente en una caja plana metálica por la que circula un fluido, que se calienta a su paso por el panel. Puede ser a su vez:
Captador plano protegido: con un vidrio
que limita las pérdidas de calor.
Captador plano no protegido: sistema
más económico y de bajo rendimiento, utilizado esencialmente para climatización de piscinas.
Panel de tubos de vacío, donde la superficie
captadora está aislada del exterior por un doble tubo de vidrio que crea una cámara al vacío. Existen dos sistemas:
Flujo directo: el fluido circula por los
tubos, como en los captadores planos.
Flujo indirecto o Heat pipe
2: el calor
evapora un fluido en el tubo, y éste transmite su energía al condensarse en el extremo.
Los módulos fotovoltaicos convierten la energía luminosa del Sol en electricidad, esta es utilizada de inmediato mediante inversores de red o puede ser almacenada en un banco de baterías a través de un control de carga o un seguidor de máxima potencia (MPPT).
La electricidad de las baterías también puede ser convertida en corriente alterna como la de la línea eléctrica por medio de un inversor CD/CA a baterías.
Los Paneles Solares Monocristalinos y multicristalinos tienen múltiples ventajas: Sus celdas solares están fabricadas con el contacto en
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la parte posterior mejorando la apariencia y aumentando la eficiencia3.
Soldadora robotizada de células
La soldadura de las células es una de las etapas esenciales del proceso de fabricación de un módulo solar.
Esta etapa debe permitir realizar una soldadura de alta calidad entre las células en un mínimo de tiempo, así como reducir al máximo la tasa de rotura de las células y permitiendo una flexibilidad en cuanto al tipo de célula utilizado.
Las maquinas soldadoras de células permiten soldar las células de dimensiones y tipos diferentes (talla, espesor, numero de Bus bars, silicio poly o mono cristalino).
Estas máquinas conllevan una etapa de control visual de cada célula con el fin de controlar la buena calidad de la serigrafía de cada célula y de poder seguidamente alinear la célula con el string que se está soldando.
La soldadura robotizada a utilizando casi todas las técnicas de soldar: conducción térmica,
infrarojos, aire caliente, resistencia…
3
Conermex ,solución de energia renovable
La nueva generación de máquinas de soldar tiene una capacidad de 1000 células/h y este ritmo deberá ser aumentado4.
Aplicación de la soldadura en paneles solares para misiones satelitales
Los procesos de soldadura empleados para la interconexión de celdas solares para paneles fotovoltaicos de uso espacial deben producir soldaduras que aseguren un óptimo contacto eléctrico junto con una resistencia mecánica adecuada a las severas condiciones que se producen durante el despegue y la operación en órbita. Si bien en numerosas oportunidades se continúa usando la soldadura blanda (soldering), los fabricantes de celdas solares de alta eficiencia recomiendan fuertemente el uso de soldadura por resistencia con electrodos paralelos (resistance parallel gap welding), especialmente para la unión del interconector al contacto frontal de la celda.
Se ha seleccionado el metal de aporte en base a su conductividad eléctrica, su resistencia mecánica y su punto de fusión, habiéndose trabajado con aleaciones Sn-Pb-Ag y Sn-Ag.
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ENERGÍA EÓLICA FLOTANTE
Resumen
:
Posicionar un aerogenerador en aguas profundas en alta mar es un reto tecnológico al que se enfrentará el sector eólico en los próximos años. La finalidad de este proyecto es mostrar la viabilidad técnica de las soluciones flotantes y acercar el mundo de las tecnologías offshore y la energía eólica. Ambas ramas de la ingeniería tendrán un camino común en los próximos años por lo que se deben poner en común metodologías, procedimientos y conocimiento. En el presente trabajo se lleva a cabo un detallado estudio y diseño de una plataforma flotante semisubmergible para aerogeneradores en un emplazamiento de aguas profundas. Se abordan los aspectos técnicos más relevantes dentro del ámbito de la ingeniería naval y se detectan los retos a los que se enfrenta el diseñador de este tipo de estructuras a lo largo del proyecto.
ABSTRACT
To install a wind turbine in deep waters environment is a technological challenge that wind sector will have to face in the next years. The last goal of this project is to show the technical viability of floating solutions for wind turbines and to approach these two worlds: offshore technology and wind energy. Both branch of science will have a common way in the next years, so they will have to share methodologies, procedures and knowledge. A detailed study about semisubmersible floating wind turbine is carried out in this paper. The platform is designed for be installed in deep waters environment. The most important topics from marine and offshore engineering point of view are treated and the challenges for the designer throughout the project are detected.
INTRODUCCION
Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada
en otras formas útiles para las actividades humanas.
La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.
CARACTERÍSTICAS DEL AEROGENERADOR
Seleccionar el aerogenerador no es una tarea sencilla. En entornos offshore, donde los costes de mantenimiento son prohibitivos, debe premiar la fiabilidad de la máquina, incluso frente a la potencia nominal de la turbina. En este trabajo se ha recurrido a la solución más extendida: aerogenerador de eje horizontal tripala HAWT de 5MW que funciona a sotavento.
DIMENSIONAMIENTO
Escogida la configuración se procede a parametrizar las características geométricas del modelo. De esta forma, el área de la estructura, el área de la flotación y los volúmenes totales y sumergidos serán conocidos en todo momento en función de estos parámetros de partida. Conocidos estos valores es inmediato calcular el peso de la estructura de acero, la inercia de la flotación, el centro de gravedad.
ESTUDIO DE COMPORTAMIENTO EN LA MAR La verificación de los criterios de estabilidad es imprescindible no sólo para garantizar la propia supervivencia de la plataforma, sino que también es parte de la documentación demandada por
una Sociedad de Clasificación y/o las autoridades competentes del país.
No obstante, para realmente conocer qué ocurre con la plataforma en el medio marino es necesario realizar un paso más, que permita analizar la dinámica de la plataforma.
MOVIMIENTOS DE LA PLATAFORMA
EN ESTE ESTADO DE MAR RESULTA MÁS INTERESANTE ANALIZAR CÓMO SE MUEVE LA PLATAFORMA YA QUE EL AEROGENERADOR ESTÁ EN PLENA OPERACIÓN.
LOS MOVIMIENTOS SIGNIFICATIVOS SE PRODUCEN EN ARFADA CON 1,2 M DE VARIACIÓN RESPECTO EL EQUILIBRIO Y EN LARGADA Y DERIVA LAS OSCILACIONES SON BAJAS CON VALORES MENORES DE 2 M. ES DESTACABLE EL BUEN COMPORTAMIENTO EN LO QUE ROTACIONES SE REFIERE CON VALORES MUY POCO IMPORTANTES.
DEFINICIÓN ESTRUCTURAL
El objetivo es plantear el procedimiento de diseño y los resultados obtenidos. Asimismo se identificarán aquellos análisis que aunque no se realizaron deberían hacerse en fases más avanzadas de proyecto y con el software apropiado.
Para poder ceñirse a las extensiones fijadas para este trabajo no se muestran todos los cálculos intermedios necesarios para llegar a la definición de la estructura.
CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL, MATERIALES Y CATEGORIZACIÓN DE LAS INSPECCIONES
Cada Sociedad de clasificación usa una nomenclatura y unos criterios de clasificación propios aunque en esencia coinciden.
Por ejemplo, el DNV clasifica los aceros en base a su carga de resistencia y dentro de cada grupo resistente los clasifica en A, B, C, D atendiendo a las características de soldabilidad y la temperatura de diseño. Es importante también mostrar que la trazabilidad del material es crucial para la construcción de estructuras metálicas. La colada de la que ha salido en la acería, el tipo y calidad del acero, las pruebas que ha pasado, los
tratamientos térmicos a los que se ha sometido, ya que son requisitos que exige la SSCC.
Para comenzar un diseño estructural se
realiza una caracterización de los elementos de la misma definiéndolos como:
Elementos primarios entendiendo como
tales aquellos que constituyen los elementos básicos de la estructura cuyo fallo podría ser muy importante para la integridad del conjunto.
Elementos secundarios entendiendo
como tales aquellos cuyo fallo no resultan críticos, etc.
Elementos especiales son aquellas
estructuras que por su configuración o por una situación de carga particular se salen de la categorización anterior y requieren una inspección todavía más cuidadosa.
En las siguientes figuras se muestras dos ejemplos de caracterización estructural. En la Figura 6.1 se puede ver la categorización estructural de panel plano de acero con reforzado típico en construcción naval y offshore.
SOLDADURA ESTRUCTURAL
La soldadura estructural término se refiere a la unión de componentes de metal para la aplicación de formar conjuntos estructurales de apoyo. Por lo general se trata de estructuras realizar la tarea de sostener o levantar la infraestructura se corre el riesgo de lesiones o muerte en el caso de una falla en la soldadura. Esto se debe principalmente a la falta de formación y experiencia práctica en la aplicación
del proceso de soldadura en sí y la preparacion previa necesaria para lograr estas normas.
Ejemplos de aplicaciones de soldadura estructurales
Ejemplos de aplicaciones estructurales de acero de soldadura que se forma regular en involed son los siguientes:
Acero estructural (columnas y postes, vigas, canales universales, tacos y soportes)
Mezzannines Recalce de estructuras Escaleras estructurales Acero dinteles Tacos y soportes Tablestacas
Restauración a través del refuerzo de
acero estructural
Y el chasis del vehículo de transporte pesado
Trabajamos en estrecha colaboración con los ingenieros estructurales, ingenieros mecánicos, desarrolladores y contratistas civiles en una amplia gama de proyectos. Nos especializamos en el sitio de soldadura e instalación de acero estructural y equipos mecánicos.
EN CONCRETO, EN UNA SEMISUMERGIBLE LOS MIEMBROS ESTRUCTURALES SE AGRUPAN EN: Categoría especial
1. Zonas de cubierta, mamparos y refuerzos que soportan cargas concentradas.
2. Casco externo de los nodos entre columnas con cubierta y columnas con pontones.
3. Aquellos elementos que a modo de conexión se diseñan para mantener alineados dos elementos estructurales y proporcionar un reparto de cargas adecuado.
4. Las zonas donde pudiesen estar alojadas la base de una grúa o de maquinillas o similares del sistema de fondeo.
Categoría primaria.
1. Zonas de cubierta, mamparos y refuerzos que no soportan cargas concentradas.
2. El casco de las columnas y pontones.
3. Mamparos, cubiertas y refuerzos que no entren dentro de la categorización especial y que sirvan para dar continuidad estructural y refuerzo local.
4. Los soportes de subestructuras a bordo, polines de equipos, etc que no entren en la categoría especial.
Categoría secundaria.
1. En general todo aquello que no se ha considerado ni primario ni especia
Esta clasificación es importante no solo a efectos de diseño sino también en lo referente a inspecciones, ya que, dependiendo del tipo de elemento estructural las inspecciones de soldaduras tienen una caracterización distinta.
CONCLUCION
:
La soldadura es una ciencia muy
compleja que se usa en varias ramas de la industria como la eólica que es una energía renovable.
La energía solar presenta una amplio
campo para la aplicación de soldadura
Los procesos de soldadura que se aplican
en energía eólica son muy complejos ya que pueden ocuparse hasta la soldadura sumergida.
La aplicación de la soldadura en sistemas
solares espaciales en una tecnología aplicable en el futuro que abarcaría gran demanda y campo ocupacional a los soldadores
Las estructuras son la base de toda una
planta eólica y por sea razón la soladura debe ser lo más perfecta y segura posible.
