NASA desarrolló un programa de hojas de cálculo que demostró que el diseño solar suspendido Skysun no sería susceptible a oscilaciones destructivas a cualquier escala. Una instalación más grande, la pérgola solar, avanza aún más en el diseño al suspender paneles sobre un patio.
El Skysun Solar Pollinator está diseñado para ser suspendido sobre plantas que se instalan en sombra parcial, y puede generar hasta dos kilovatios de energía. El diseño suspendido fue validado por dinámicos del Centro de Investigación Glenn bajo el programa Adopt-A-City.
Desafíos y Validación del Diseño
Cuando Jim Clair examinó cómo enfocar espejos en una planta de energía solar concentrada, consideró suspender los espejos en cables pero recordó las imágenes del Puente Tacoma Narrows desmoronándose. Para determinar qué tan bien resistirían estos paneles solares suspendidos a las oscilaciones potencialmente destructivas, Clair y su empresa Skysun LLC en Cleveland, Ohio, buscaron la ayuda del Centro de Investigación Glenn de la NASA en 2016 para verificar que su diseño fuera seguro contra la resonancia peligrosa.
Trevor Jones, un dinámico en Glenn, fue al cercano Lorain County Community College para trabajar con un prototipo del sistema. Jones indujo vibraciones en los cables con martillos y tomó medidas de las oscilaciones resultantes. Con estos datos, Jones diseñó un programa que podía modelar con precisión la resistencia a la tensión del diseño contra las oscilaciones inducidas por el viento a cualquier escala. Con las dimensiones introducidas, el programa realizó los cálculos y demostró que la idea de Clair funcionaría sin desmoronarse.
Innovaciones actuales y futuras
Hoy en día, Skysun construye diversos sistemas de generación de energía solar suspendida, que van desde el Skysun Solar Pollinator, similar a una hamaca, hasta pérgolas solares de tamaño completo que proporcionan tanto electricidad como sombra.
Imagina un puente retorciéndose y girando al ser azotado por fuertes vientos antes de colapsar finalmente en el río abajo. Esto ocurrió en 1940, cuando el Puente Tacoma Narrows en el estado de Washington se desmoronó un día ventoso de noviembre. Este colapso resultó en cambios enormes en el enfoque de los ingenieros hacia los diseños basados en cables de suspensión, no solo en proyectos grandes como puentes, sino también en casos más pequeños.
En 2012, Jim Clair estaba considerando invertir en energía renovable y se encontró con la energía solar concentrada. A diferencia de los paneles fotovoltaicos, que generan electricidad con semiconductores, los concentradores funcionan reflejando grandes cantidades de luz solar sobre un pequeño receptor, calentándolo enormemente. Este calor luego genera electricidad a través de una turbina de vapor. Para explorar esta tecnología, Clair fundó Skysun LLC en Cleveland. Dado que el Sol cambia de posición a lo largo del día, mover los espejos para dirigir la mayor cantidad de luz al receptor es vital. Clair pensó que un diseño de cables suspendidos facilitaría el movimiento de los espejos, pero recordó el puente deformado.
Debido a que su educación principal era en economía, no en ingeniería, Clair necesitaba ayuda para determinar si su idea sería segura bajo fuertes vientos. Esto lo llevó al programa Adopt-A-City, una colaboración entre el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, el gobierno del condado de Cuyahoga y MAGNET, una organización sin fines de lucro de desarrollo empresarial local. Durante varios años, el programa ayudó a empresas del noreste de Ohio a mejorar sus tecnologías con la experiencia de la NASA.
Paul Bartolotta, un gerente de proyecto ahora retirado de la NASA, supervisó la selección de las empresas y la asignación de sus problemas con expertos de la NASA. Después de ver lo multidisciplinario que era el proyecto de Clair, eligió a Skysun como parte de la clase Adopt-A-City de 2016.
Trevor Jones, un dinámico en Glenn, fue al Lorain Community College para trabajar con un prototipo del sistema que Clair había instalado allí. Jones indujo vibraciones en los cables con martillos y tomó medidas de las oscilaciones resultantes. Con todos estos datos, Jones diseñó una hoja de cálculo que podía modelar con precisión la resistencia a la tensión del diseño contra las oscilaciones inducidas por el viento a cualquier escala. Con las dimensiones introducidas, el programa de hojas de cálculo realizó los cálculos y demostró que la idea de Clair funcionaría sin desmoronarse.
Impacto y proyecciones de Futuro
Mientras la compañía sigue buscando energía solar basada en concentradores, Skysun actualmente realiza instalaciones que utilizan paneles fotovoltaicos estándar que pueden colgarse sobre un área tan fácilmente como una hamaca. El producto inicial, Solar Pollinator, está diseñado para ser suspendido sobre plantas que prosperan en sombra parcial. Al igual que un concentrador, los paneles pueden seguir al Sol para maximizar la exposición.
Skysun ha instalado múltiples Solar Pollinators alrededor del área de Cleveland y se está preparando para instalar su primer sistema de Pérgola Solar más grande. La pérgola genera hasta tres a cinco kilovatios de energía en lugares donde no se pueden colocar instalaciones solares más permanentes, como viviendas alquiladas o espacios comerciales arrendados. Clair atribuye la ayuda de la NASA como instrumental en los diseños de ambos productos.
Vía nasa.gov
Más información: www.skysunsolar.com
Deja una respuesta