Sistema de simulación solar con simulación de nubes y túneles

Con este sistema de simulación solar desarrollado para Volvo Cars en Gotemburgo, BF Engineering implementó una plataforma de ensayo de alto rendimiento que permite no solo una irradiación solar constante, sino también transiciones dinámicas entre sol y sombra. El elemento central del sistema es una tecnología de obturadores mecánicos que permite reproducir de forma controlada situaciones reales de conducción, como el paso de nubes o la entrada en un túnel, dentro de un túnel de viento climático. El proyecto se realizó a través de Aiolos Engineering y se basa en 28 luminarias de alta potencia BF SUN.

El reto técnico reside en la tecnología HMI utilizada: las luminarias HMI de alta potencia no pueden encenderse y apagarse libremente durante un ensayo en curso. Después de apagarlas, es necesario un periodo de enfriamiento antes de poder volver a encenderlas. Para conseguir cambios rápidos de iluminación, la radiación se interrumpe mecánicamente mediante obturadores mientras las luminarias continúan funcionando en su estado operativo estable.

La instalación de Volvo utiliza para ello un sistema de obturador giratorio “Tunnel-Cloud” especialmente desarrollado. Elementos mecánicos de sombreado se desplazan selectivamente delante de las fuentes de luz individuales para reducir o interrumpir su radiación. De este modo pueden generarse cambios rápidos de luminosidad sin afectar al comportamiento térmico y espectral de las fuentes de luz HMI mediante su apagado y posterior encendido. La especificación del proyecto identifica expresamente el sistema como “SunSim for CWT 28x4000W with shutter” y el obturador como “Drehshutter Tunnel-Cloud”.

Esto permite investigar escenarios dinámicos de conducción bajo condiciones de laboratorio controladas: un vehículo puede someterse inicialmente a una carga térmica bajo radiación solar completa, entrar posteriormente en poco tiempo en una zona de sombra o túnel simulada y volver a exponerse después a la radiación solar completa. También pueden reproducirse cambios de sombra provocados por nubes. Estos cambios transitorios de carga son especialmente relevantes para el desarrollo de sistemas modernos de climatización y gestión térmica.

La instalación alcanza una irradiancia máxima de 1.200 W/m² sobre una superficie de referencia de 6 × 3 metros. En combinación con el sistema de simulación de nubes, la irradiancia puede reducirse hasta 300 W/m². La homogeneidad requerida es del 5 %. En total se utilizan 28 luminarias BF SUN de 4.000 W cada una, lo que corresponde a 112 kW de potencia de lámparas instalada.

El sistema fue diseñado para funcionar en las exigentes condiciones de un túnel de viento climático. La simulación solar puede funcionar a temperaturas de hasta −10 °C; la cámara está diseñada para condiciones de hasta −30 °C o +60 °C, así como para simulaciones de lluvia y nieve. Tres piranómetros miden la irradiancia y permiten ajustar y supervisar el sistema de forma reproducible.

Mediante la combinación de simulación solar de alta potencia y tecnología de obturadores mecánicos, BF Engineering amplía los ensayos solares convencionales con una dimensión decisiva: no solo puede reproducirse la intensidad de la radiación solar, sino también cambios rápidos y realistas de la carga solar. De este modo se crea una plataforma de desarrollo versátil para investigar el comportamiento de los vehículos bajo condiciones ambientales dinámicas.