Sursa: renovenergyworld
Vântul este una dintre cele mai frecvente cauze de deteriorare a rețelelor solare, au spus mai mulți oficiali ai industriei. În Spania, la mijlocul ultimului deceniu, mai multe mari sisteme de urmărire solare cu două axe au eșuat ca urmare a vântului, potrivit lui Dan Shugar, CEO al NEXTracker, cu sediul în Fremont, CA. „Însă trackers-urile orizontale ca categorie au fost foarte fiabile de atunci, astfel încât industria solară a convergențat pe pista orizontală drept cel mai bun mod practic de a obține un câștig de energie, evitând tot oțelul necesar pentru a proteja o axă duală”, a spus el .
Proiectare pentru a rezista vânturilor mari
Deflecția vântului pe trackerele solare poate fi cel mai complicat calcul al proiectării în realizarea produsului, deoarece piesele de urmărire se deplasează simultan într-o varietate de direcții. „Dacă nu aveți un sistem de atenuare, cum ar fi un limitator de torsiune sau amortizoare, vântul poate face ca un tablou să oscileze în mod sălbatic”, a remarcat John Williamson, director de inginerie la Array Technologies, cu sediul în Albuquerque.
Sistemul de aluminiu Sun-Sun Precision-Modular RMS este disponibil pentru module de 60 și 72 de celule și înclinare de 10 grade. Credit: SunLink.
Diferitele modele încearcă să limiteze impactul vântului pe trackere. "Am mers la un tub rotund spre deosebire de majoritatea producătorilor care folosesc oțel pătrat sau de altă formă - așa că ridicăm cu 30% mai mult rezistența torsională", a declarat Shugar. „De asemenea, am mers cu un design echilibrat”, a spus el, menționând că tabloul se va întoarce într-o poziție scăzută sau plată sub gravitație. „Și viteza noastră de depozitare este rapidă - de la rotația completă la stivire într-un minut”, a spus el. "De vreme ce vântul se construiește rapid, vrem să depozităm rapid", a adăugat el.
Mai multe rânduri de tracker DuraTrack HZ v3 sunt conectate de un arbore de antrenare rotativ și acționate de un singur motor A / C trifazat industrial de 2 CP. Fiecare motor v3 poate conduce până la 28 de rânduri de 80 de module fiecare. Credit: Array Technologies.
Este important de reținut că depozitarea poate fi un răspuns prescris la vânt pe marginea unui câmp și nu trebuie să fie necesară în centrul mai protejat. De fapt, depozitarea unui panou solar nu este neapărat cea mai bună soluție pentru o acumulare rapidă, susțin alții. "Nu ne-am bazat niciodată pe stow pentru sistemele noastre; proiectăm fără stow. Forțele vântului pe un tracker la o poziție de zero grade încă pot avea o sarcină semnificativă pe tablă și cuplul aproape de vârf al sistemului", a subliniat Array. Williamson al tehnologiei. „Cu noul nostru design V3, am creat un design pasiv de stocare și am adăugat un dispozitiv de limitare a torsiunii care îi permite să se deplaseze într-o poziție în care există mai puțin torsiune pe tablou”, a spus el. "Generația noastră anterioară a fost construită de obicei la 115 km / h, dar cea mai neplăcută instalare a fost construită pentru a gestiona până la 175 km / h. Acest lucru a fost dovedit în domeniu pe mai multe site-uri, inclusiv o instalație situată la Centrul Tehnic Vânt NREL, în Boulder, Colorado Noua versiune va fi capabilă să gestioneze standardul de 135 km / h și configurabil în mod similar să reziste la viteze mai mari ", a spus el. Microbursturile vântului, sau căderile de vânt, pot provoca vânturi de până la 175 mph pe uscat, astfel încât expunerea la vânt este dată indiferent de locație.
Deoarece vântul poate afecta marginile exterioare ale unui câmp de tablă solară mult mai intens, rândurile exterioare trebuie să fie construite pentru a fi atât mai rigide cât și mai puternice. NEXTracker, de exemplu, folosește oțel mai gros pe rândurile exterioare pentru a ajuta la proiectarea acestui efect. Vântul, cu toate acestea, este greu de prevăzut. "Ceea ce presupun unele companii solare este că vântul continuă să scadă cu atât mai mult cu cât ajungi într-un tablou, ceea ce nu este neapărat cazul. Schițele sunt într-un strat turbulent al atmosferei, iar vântul este foarte aleatoriu și haotic în natură", a spus Williamson.
Testare și analiză
Cresterea numerelor pentru astfel de variabile de vânt necesită un set de instrumente care include atât modele de computer, cât și modele la scară completă. "Dinamica fluidelor de calcul va calcula încărcarea vântului, dar nimic nu bate tunelul vântului din punctul de vedere al faptului că testați un model de scară", a spus Shugar.
AllEarth Renewables a efectuat un test de încărcare a vântului cu urmărire completă (duală) în tunel. Credit: AllEarth Renewables.
O serie de instalații de testare a tunelurilor eoliene, inclusiv laboratoarele guvernamentale, din Statele Unite și Canada, permit analiza unei surse solare la scară completă pentru a răspunde cerințelor de certificare sau cod de construcție. Unele companii le folosesc pe scară largă. "Avem un nivel de vânt de 120 mph, lider în industrie și suntem singurul producător pe care îl cunoaștem pentru a efectua un test de încărcare a vântului cu urmărire integrală (duală) în tunel. Am vrut să demonstrăm industriei noastre capacitatea de proiectare și angajamentul nostru pentru inginerie tracker care va rezista elementelor ", a remarcat Andrew Savage, directorul de strategie al AllEarth Renewables, cu sediul în Williston, VT.
Array Technologies a efectuat, de asemenea, teste extinse ale tunelului eolian, inclusiv teste la tunelul de vânt pe scară completă Langley, din Hampton, VA, care s-a închis de atunci. Lucrările au fost preluate de Colegiul de Inginerie și Tehnologie din Old University al Universității Old Dominion, Norfolk, VA.
Standardele eoliene PV încă în curs de dezvoltare
Nu toate jurisdicțiile acceptă însă testarea tunelului eolian ca fiind suficientă. Până în 2013, orașul Los Angeles, a necesitat soluții tradiționale de montare ancorate pentru acoperișuri, mai degrabă decât proiecte balastate care nu penetrează, deoarece Departamentul de Construcții și Securitate din LA nu a acceptat datele tunelului eolian pentru a justifica cerințele de balast mai mici. Abia până când PanelClaw a devenit prima companie de sisteme de montare care a obținut rezultatele complete ale datelor de tunel eolian aprobate și permise de LADBS pentru utilizarea în proiectarea balastului, modificarea regulamentului. North Andover, designul balast al companiei cu sediul în Polar Bear Gen III, va rezista la vânturi de peste 120 km / h, egală cu un uragan de categoria 3.
Module de panouri solare deplasate de forțele vântului. Credit: CAS Foresnics.
Industria solară respectă prevederile privind încărcarea eoliană care sunt promulgate în prezent de Societatea Americană pentru Ingineri Civili (ACSE), cu sediul în Reston, VA. Cel mai recent standard este 2013 ASCE / SEI 7-10. Dar acest standard se referă mai mult la clădiri decât la rețele solare, se plâng mai mulți producători. Într-o declarație din 2012 către Renewable Energy World, CEO-ul SunLink, Christopher Tilley, a declarat că „în timp ce există norme de zăpadă și sarcină seismică care pot fi aplicate sistemelor fotovoltaice într-o manieră destul de simplă, există foarte puține orientări cu privire la încărcările eoliene. Prin urmare, oficialii au fost lăsați să aleagă să aplice codul clădirii în moduri care nu sunt destinate sau să accepte proiecte bazate pe testarea tunelului eolian fără un mijloc standard pentru a valida abordarea sau rezultatele testării. Nici o metodă nu asigură utilizarea valorilor adecvate ale vântului. "
Laboratorul „Underwriters”, cu sediul în Northbrook, Ill., A acoperit nominal încărcarea eoliană pentru instalațiile fotovoltaice în versiunea 2015 a UL 2703, dar este, de asemenea, criticat pentru că a scăzut. "UL 2703 a fost bun pentru industrie, dar nu este un standard absolut. Având un cod adevărat în vigoare ar echilibra terenul de joc prin eliminarea companiilor care nu abordează factori de siguranță și performanță importanți, cum ar fi încărcarea vântului și a zăpezii testarea, testarea coroziunii și rezistența la foc ", a declarat John Klinkman, VP de inginerie la Applied Energy Technologies, în Clinton Township, MI.
Module de panouri solare deplasate de forțele vântului. Credit: CAS Foresnics.
Asociația Inginerilor Structurale din California (SEAOC), cu sediul în Sacramento, a depus multă muncă pentru a ajuta la stabilirea unui standard industrial pentru cerințele de încărcare a eoliei fotovoltaice, a spus Rob Ward, inginerul structural principal pentru SunLink. Comitetul fotovoltaic SEAOC desfășoară activități continue în elaborarea propunerilor de modificare a codului la prevederile privind proiectarea eoliană din ASCE. Grupul a elaborat propriile linii directoare pentru încărcarea eoliană și solară, inclusiv cele mai recente SEAOC PV2-2012, Proiectare eoliană pentru Schițe fotovoltaice cu profil scăzut pe acoperișuri plate.
SunLink a început testarea liniei sale de produse fotovoltaice în 2006, cu ajutorul Laboratorului de tunel de vânt Boundary Layer (BLWTL) de la Universitatea din Vestul Ontario, cu sediul în Londra, ONT. BLWTL și-a modernizat recent instalațiile cu patru noi sisteme de control a tunelului eolian și de achiziție a datelor care permit teste complet automatizate, care captează date cu viteze de până la 100.000 de probe pe secundă.
SunLink a rulat 70 de modele și configurații prin peste 1.000 de teste la laboratorul BLWTL, dezvoltând o bază de date unică. Testele au inclus variații ale unghiului de înclinare, înălțimii acoperișului, distanțarea rândurilor, înălțimea clădirii, reglaje de la marginea acoperișului și diverse strategii de deflector / învăluire care sunt afectate de vânt. Compania a împărtășit această bază de date cu SEAOC și, ca urmare, organizația este mai aproape de a dezvolta o normă de încărcare a eoliei cu un consens larg în industrie, a spus Ward.
SunLink a lucrat, de asemenea, cu BLWTL și cu firma de inginerie Rutherford & Chekene, cu sediul în San Francisco, California, pentru a dezvolta software care va ajuta designerii de produse să-și testeze designul în conformitate cu standardele ACSE 7-10.
Deși constant vânturile puternice, vânturile puternice sunt o binecuvântare pentru proprietarii de parcuri eoliene, același lucru nu este valabil pentru proprietarii și operatorii de sisteme fotovoltaice. Dar, având în vedere considerente de proiectare, concentrate mai mult pe standarde și tehnologie care răspund bine la toate încărcăturile eoliene, companiile de instalații fotovoltaice se pot asigura că nu se vor arunca matricile.
