Contenido
- 1 Nota para los lectores
- 2 lista de búsqueda
- 3 Informar temas y debates
- 4 ¿Qué tiene que decir la FAA sobre la energía solar en los aeropuertos?
- 5 ¿Cómo está afectando la energía solar a los aeropuertos?
- 6 Sistemas de generación de energía solar (distintos de los módulos fotovoltaicos) considerados en el informe
- 7 Estándares de diseño de aeropuertos
- 8 Estudio de caso con puntos para llevar
- 9 Puntos aleatorios
- 10 Citas
Nota para los lectores
Deje cualquier comentario en la página de Discusión (ver pestaña arriba), incluidos recursos/artículos/enlaces adicionales, etc. Los artículos se pueden agregar a las secciones relevantes si se hacen en orden cronológico con toda la información de las citas y una breve sinopsis o resumen. Gracias.
lista de búsqueda
- Orientación técnica para evaluar tecnologías solares seleccionadas en aeropuertos Federal
Informar temas y debates
Aunque el estudio completo y detallado está presente en la 'Lista de búsqueda' proporcionada anteriormente, los datos mencionados a continuación son la interpretación de los sujetos o se toman directamente del informe tal como está.
¿Qué tiene que decir la FAA sobre la energía solar en los aeropuertos?
La energía solar ha ido evolucionando como forma principal de generación de energía renovable desde principios de los años 1990. La energía solar se presenta como una oportunidad para que los aeropuertos y la industria de la aviación satisfagan la demanda de energía in situ y reduzcan los costos de energía. Si bien la energía solar se considera beneficiosa en todos los ámbitos, pero en particular en el sector de la aviación, introduce algunos problemas nuevos y desconocidos. Se dice que el mayor de ellos es la posibilidad de deslumbramiento (o reflectividad) e interferencias de frecuencia en los sistemas de comunicación. Los dos desafíos mencionados anteriormente y algunos otros desafíos han hecho que la FAA revise y establezca el proceso de aprobación de esta tecnología.
Para el entorno aeroportuario, la energía fotovoltaica se puede colocar en lugares que no se utilizan para actividades de aviación y, por lo tanto, tienen poco valor para el aeropuerto o para desarrollos alternativos.[1]
¿Cómo está afectando la energía solar a los aeropuertos?
¡La disponibilidad de un amplio espacio y la enorme demanda de energía por parte de los propios aeropuertos ha llevado al enorme interés del sector energético hacia los aeropuertos! Pero antes de seguir adelante, hay una serie de nuevos desafíos específicos de la industria de la aviación:
Hay 3 temas de gran preocupación aquí, además de las obligaciones federales del patrocinador del aeropuerto con respecto a la autosostenibilidad financiera y la retención de los ingresos del aeropuerto, así como la política ambiental nacional:
Reflectividad y deslumbramiento
A menudo se utiliza 1000W/m^2 en los cálculos como una estimación de la energía solar que interactúa con un panel cuando no hay otra información disponible. Según investigadores del Sandia National Lab, la ceguera repentina durante un período de 4 a 12 segundos (es decir, el tiempo hasta la recuperación de la visión) ocurre cuando 7-11 W/m^2 (o 650-1100 lúmenes/m^2) alcanzan el ojo. [2]
Hay que considerar si la luz reflejada es "especular" o "difusa". La reflexión especular es un tipo de reflejo de luz más concentrado y ocurre cuando la superficie reflectante es lisa y pulida. Actualmente se desconoce el porcentaje exacto de luz que se refleja especularmente en los paneles fotovoltaicos. Fuera de circunstancias muy inusuales, la ceguera por destello solo puede ocurrir por reflejos especulares. [1]
La FAA no tiene estándares específicos para las instalaciones solares de los aeropuertos y el posible deslumbramiento; el tipo de análisis de deslumbramiento necesario puede variar. Dependiendo de las características específicas del sitio (por ejemplo, usos de la tierra existentes, ubicación y tamaño del proyecto), una evaluación aceptable podría implicar uno o más de los siguientes niveles de evaluación:[1]
(1) Un análisis cualitativo del impacto potencial en consulta con la Torre de Control, pilotos y funcionarios del aeropuerto.
(2) Una prueba de campo de demostración con paneles solares en el sitio propuesto en coordinación con el personal de la Torre FAA
(3) Un análisis geométrico para determinar los días y horas en que se pronostica un impacto.
- Evaluación de las condiciones de reflectividad de referencia: el deslumbramiento de la energía fotovoltaica debe considerarse con las fuentes de deslumbramiento existentes en el aeropuerto, como edificios, cobertizos inclinados, cuerpos de agua, etc.
- Análisis geométrico: dado que la posición del sol cambia continuamente con el tiempo y las estaciones, es necesario verificar el comportamiento reflectante de los paneles solares fotovoltaicos y sus impactos.
- Pruebas en el campo: realizar pruebas reales en muestras en el campo de vez en cuando, ya que los datos reales pueden variar de la predicción.
Interferencia de radar
Penetración física del espacio aéreo.
Sistemas de generación de energía solar (distintos de los módulos fotovoltaicos) considerados en el informe
No todos se refieren necesariamente a productores de energía, pero sí se les llama, ya que ahorran la electricidad utilizada para el propósito que resuelven.
Energía solar concentrada
- Los sistemas utilizan grandes superficies reflectantes en matrices masivas para enfocar la energía del sol en un punto fijo y producir un calor intenso.
Ventaja : los fluidos calentados se pueden utilizar para almacenar energía y entregar energía más tarde.
Desventaja : la torre del receptor central ciertamente violará el espacio aéreo y otros problemas como la reflectividad (importante ya que se basa en la reflexión en lugar de la absorción en comparación con la energía solar fotovoltaica, columnas térmicas e interferencias de radar).
Agua Caliente Solar Térmica
- Como su nombre indica, son paneles calentadores de agua y no producen electricidad, un método adecuado cuando la electricidad se utiliza para calentar y hay una demanda continua.
Ventaja : no hay problemas de reflectividad, columnas térmicas, interferencias de radar o incluso violaciones del espacio aéreo
Desventaja : Adecuado para uso doméstico en comparación con el sistema aeroportuario.
Colectores solares transpirados
- Los sistemas utilizan superficies metálicas que absorben calor en las paredes para concentrar la energía del sol en calentar el aire para ventilación.
Ventaja : no hay problemas de reflectividad, columnas térmicas, interferencias de radar o incluso violaciones del espacio aéreo
Desventaja : estos sistemas son especialmente eficaces en climas soleados con largas temporadas de calefacción.
Estándares de diseño de aeropuertos
Es importante comprender que no todos los terrenos baldíos de un sistema aeroportuario pueden utilizarse para la generación de energía solar. Las ubicaciones como las que se mencionan a continuación deben entenderse claramente: [1]
- Línea de restricción de construcción
- Carretera sin parar
- Área libre de objetos
- Área de seguridad de la calle de rodaje
- Zona libre de obstáculos
- Zona de protección de pista (RPZ)
- Área de seguridad de pista (RSA)
- Área libre de objetos de calle de rodaje
Para determinar la compatibilidad de un proyecto solar propuesto con las actividades aeronáuticas, se debe considerar lo siguiente: [1]
- El proyecto no podrá ubicarse en un Área Libre de Objetos de Pista, Zona Libre de Obstáculos, Área de Seguridad de Pista, Área Libre de Objetos de Calle de Rodaje o Área de Seguridad de Calle de Rodaje.
- El proyecto no puede penetrar superficies imaginarias que definen los límites inferiores del espacio aéreo, incluida la zona libre de obstáculos.
- El proyecto debe demostrar que el deslumbramiento no afectará la seguridad del espacio aéreo.
- El proyecto debe utilizar propiedad del aeropuerto que no esté designada para actividades aeronáuticas o solicitar una liberación formal de terreno o un cambio en el uso del suelo.
RPZ: como sugiere el nombre, generalmente no está disponible para ningún tipo de construcción, pero existen casos excepcionales como el 'Ubicación de un proyecto solar en el Aeropuerto Internacional de Fresno Yosemite', donde después de una consideración adecuada se hicieron algunas excepciones.
Estudio de caso con puntos para llevar
Aeropuerto Internacional de Denver
2 proyectos realizados, uno con sistema de seguimiento de un solo eje y el otro con montaje fijo. El montaje fijo resultó ser más rentable ya que era más robusto y menos afectado por el viento/polvo/desgaste, reduciendo así el costo y la frecuencia de mantenimiento.
Aeropuerto Internacional de Fresno Yosemite
Caso 2: Aeropuerto Internacional de Fresno Yosemite utilizando el área RPZ para panel solar, Fuente: Ciudad de FresnoEste aeropuerto utilizó la zona RPZ después de descubrir que esta zona, debido a su ubicación relativa al tráfico aéreo, era inutilizable para cualquier uso del suelo que requiriera una presencia regular de personas. Además, las estructuras no tripuladas se limitaron a estructuras de perfil bajo que no penetraran en la zona de aproximación. Por esas razones, el terreno tenía poco valor, lo que lo convertía en un lugar muy adecuado para un proyecto solar.
Aeropuerto Internacional Metropolitano de Oakland
Caso 3 - Aeropuerto Internacional Metropolitano de Oakland Fuente - [1] Un gran ejemplo donde se resolvieron tres de los principales problemas de una colaboración aeropuerto+Solar.
- Los paneles se mantuvieron a una distancia mínima de 500 pies del sistema de radar más cercano.
- Los paneles se colocaron teniendo en cuenta la torre de control del tráfico aéreo y se aseguró que el deslumbramiento efectivo de los paneles no fuera una preocupación en ninguna época del año.
- Los paneles estaban ubicados aproximadamente a 400 pies de la pista evitando cualquier penetración de la superficie imaginaria del espacio aéreo.
Puntos aleatorios
La eficiencia de conversión de electricidad de los paneles fotovoltaicos actuales se sitúa entre el 6 y el 20% de la energía total disponible. En comparación, la quema de combustibles fósiles tiene una eficiencia de alrededor del 28%. Además, a medida que los paneles operativos envejecen y se degradan, su eficiencia disminuye (en promedio, aproximadamente un 0,5 % cada año).
- Con cuerpos de agua estacionarios cerca de los aeropuertos, ¿podemos tener paneles flotantes? (Ahorra mucho espacio, probablemente resolverá problemas relacionados con el deslumbramiento, el espacio aéreo, etc., podría necesitar una transmisión más larga y probablemente no sea propiedad del aeropuerto).
- Las zonas de protección de la pista RPZ son áreas no utilizadas adecuadas para explorar. En general, la FAA no recomienda que los aeropuertos ubiquen proyectos solares en la RPZ. Sin embargo, la FAA revisará propuestas aeroportuarias específicas como la presentada por el Aeropuerto Internacional Fresno Yosemite caso por caso.
- ¿Penetración del espacio aéreo?
- La FAA dice: Actualmente se desconoce el porcentaje exacto de luz que se refleja especularmente en los paneles fotovoltaicos. Sin embargo, debido a que los paneles son una superficie plana y pulida, es razonable suponer que la mayor parte de la luz se refleja de forma especular y, por lo tanto, es fundamentalmente diferente de la que se refleja en una superficie más rugosa.
A menudo se utilizan 1000W/m2 en los cálculos como una estimación de la energía solar que interactúa con un panel cuando no hay otra información disponible. Según investigadores del Sandia National Lab, la ceguera repentina durante un período de 4 a 12 segundos (es decir, el tiempo hasta la recuperación de la visión) ocurre cuando llegan al ojo 7-11 W/m2 (o 650-1100 lúmenes/m2). Utilizando el valor mencionado anteriormente para la irradiancia solar, esto significaría que aproximadamente 20 W/m2 se reflejan en un panel fotovoltaico típico. Esto es parecido al del agua.
- Para minimizar el deslumbramiento inesperado, las ventanas de las torres de control del tráfico aéreo y las cabinas de los aviones están recubiertas con vidrio antirreflectante y los operadores usarán gafas polarizadas. En este contexto hay que considerar el posible deslumbramiento de los paneles solares. Cualquier aeropuerto que esté considerando un proyecto de energía solar fotovoltaica debe revisar primero las fuentes de deslumbramiento existentes en el aeropuerto y la efectividad de las medidas utilizadas para mitigar ese deslumbramiento.
- Actualmente se desconoce el porcentaje exacto de luz que se refleja especularmente en los paneles fotovoltaicos.
- Debido a que la intensidad de la luz reflejada por el panel solar disminuye al aumentar la distancia, una pregunta apropiada es ¿a qué distancia debe estar de una superficie reflejada por el sol para evitar la ceguera por destello? Se sabe que esta distancia es directamente proporcional al tamaño de la matriz en cuestión[3] pero aún requiere más investigación para responderla completamente. Una herramienta beneficiosa sería un modelo dinámico específico de la aviación que pudiera evaluar los posibles impactos en los receptores sensibles fijos (torre de control) y móviles (aeronaves).[1]
