Font: renovenergyworld
Van dir una de les causes més freqüents de danys a les plaques solars, van dir diversos funcionaris de la indústria. A Espanya, a mitjan dècada passada, diversos seguidors solars de dos eixos de gran eix van fallar a causa del vent, segons Dan Shugar, el director general de NEXTracker, amb seu a Fremont, CA. "Però els rastrejadors horitzontals com a categoria han estat molt fiables des de llavors, de manera que la indústria solar va convergir a la pista horitzontal com la millor manera pràctica d'obtenir guany d'energia, evitant tot l'acer que caldria per protegir un doble eix", va dir. .
Dissenyar per suportar alts vents
La desviació del vent als rastrejadors solars pot ser el càlcul més complicat del disseny en l'elaboració del producte, ja que les peces del rastrejador es mouen en diverses direccions simultàniament. "Si no teniu un sistema de mitigació, com ara un limitador de torsió o amortidors, el vent pot fer que la matriu oscil·li salvatge", va assenyalar John Williamson, director d'enginyeria d'Array Technologies, amb seu a Albuquerque.
El sistema d'alumini RMS Precision-Modular RMS està disponible per a mòduls de 60 i 72 cel·les i inclinació de 10 graus. Crèdit: SunLink.
Diversos dissenys intenten limitar l'impacte del vent sobre els rastrejadors. "Hem passat a un tub rodó a diferència de la majoria de fabricants que utilitzen acer quadrat o d'altres formes, de manera que agafem un 30% més de resistència torsional", va dir Shugar. "També hem anat amb un disseny equilibrat", va dir, i va assenyalar que la matriu tornarà a la posició estiba o plana sota la gravetat. "I la nostra velocitat d'estalvi és ràpida: des de la rotació completa fins a l'estiba en un minut", va dir. "Atès que el vent es construeix ràpidament, volem apagar ràpidament", va afegir.
Les múltiples files del rastrejador DuraTrack HZ v3 estan connectades per un eix de tracció i impulsat per un motor industrial de 2 CV, A / C trifàsic. Cada motor v3 pot conduir fins a 28 files de 80 mòduls cadascun. Crèdit: Array Technologies.
És important tenir en compte que l’arrossegament pot ser una resposta prescrita del vent a la vora d’un camp i no ser necessària dins del centre més protegit. De fet, guardar un panell solar no és necessàriament la millor solució per a una acumulació ràpida, segons diuen altres. "Mai no hem basat en la potència per als nostres sistemes; no dissenyem cap estació. Les forces de vent en un tracker en posició zero grau encara poden tenir una càrrega important en la matriu i un parell proper al pic", va assenyalar Array. Williamson de la tecnologia. "Amb el nostre nou disseny V3, hem elaborat un disseny de passiva passiu i hem afegit un dispositiu limitador de torsió que li permet desplaçar-se a una posició on hi ha menys torsió a la matriu", va dir. "La nostra generació anterior es construïa generalment a 115 quilòmetres per hora, però la instal·lació pitjor que es va construir va tenir una capacitat de fins a 175 mph. Això es va demostrar al camp en diversos llocs, inclosa una instal·lació ubicada al Centre Tecnològic NREL de Boulder, Colorado. "La nova versió seria capaç de manejar l'estàndard de 135 quilòmetres per hora i es pot configurar de manera similar per suportar velocitats més altes", va dir. Els microbursts del vent, o els baixos, poden provocar vents de fins a 175 mph a la terra seca, de manera que l’exposició al vent es dóna independentment de la ubicació.
Atès que el vent pot afectar les vores exteriors d’un camp de matriu solar amb molta més intensitat, cal que es construeixin files exteriors per ser més dures i fortes. NEXTracker, per exemple, utilitza acer més gruixut a les fileres exteriors per ajudar a dissenyar per a aquest efecte. El vent, tanmateix, és difícil de predir. "El que algunes empreses solars suposen és que el vent segueix disminuint encara que arribeu a una matriu, cosa que no necessàriament és així. Les matrius es troben en una capa turbulenta de l'atmosfera i el vent és de naturalesa molt aleatòria i caòtica", va dir Williamson.
Prova i anàlisi
Per entrecreuar els nombres d’aquestes variables de vent cal un conjunt d’eines que inclou tant models d’ordinador com models a escala completa. "La dinàmica computacional de fluids calcularà la càrrega del vent, però res supera el túnel del vent des del punt de vista que esteu provant un model a escala", va dir Shugar.
AllEarth Renewables va dur a terme una prova de càrrega de vent (tracker) completa (dual) a un túnel. Crèdit: AllEarth Renewables.
Una sèrie d’instal·lacions d’assaig de túnels eòlics, inclosos laboratoris governamentals, als Estats Units i el Canadà, permeten l’anàlisi d’una matriu solar a escala completa per complir els requisits de certificació o codi de construcció. Algunes empreses en fan un ús extensiu. "Tenim una potència eòlica de 120 mph líder en la indústria i som l'únic fabricant que coneixem per dur a terme una prova de càrrega eòlica (dual) de rastreig a la perfecció dins del túnel. Volíem demostrar a la indústria la nostra capacitat de disseny i compromís amb l'enginyeria. tracker que aguantarà els elements ", va assenyalar Andrew Savage, el màxim responsable d'estratègia d'AllEarth Renewables, amb seu a Williston, VT.
Array Technologies també ha realitzat proves de túnels de vent extensos, incloses proves al túnel de vent a escala completa de Langley, a Hampton, VA, que des de llavors ha tancat. Frank Batten College of Engineering and Technology, Norfolk, VA, ha estat treballat allà per la Old Dominion University.
Els estàndards eòlics fotogràfics encara estan emergint
No totes les jurisdiccions accepten la prova de túnels eòlics com a suficients. Fins al 2013, la ciutat de Los Angeles, requeria solucions de muntatge tradicionals ancorades per a terrats en lloc de dissenys de llast no penetrants, perquè el departament d'edificació i seguretat de LA no acceptà dades de túnels eòlics per justificar els requisits més baixos de llast. No va ser fins que PanelClaw es va convertir en la primera empresa de sistemes de muntatge que va aprovar i va permetre els resultats de dades completes del túnel de ventar i autoritzats per LADBS per utilitzar-los en dissenys de llast que el reglament va canviar. El disseny llast de Polar Bear Gen III de la companyia central de North Andover resistirà a vents superiors a 120 mph, igual que un huracà de la categoria 3.
Mòduls de panells solars desplaçats per les forces del vent. Crèdit: CAS Foresnics.
La indústria solar segueix les disposicions de càrrega eòlica promulgades actualment per la American Society for Civil Engineers (ACSE), amb seu a Reston, VA. L'últim estàndard és el 2013 ASCE / SEI 7-10. Però aquest estàndard es relaciona més amb els edificis que amb les plaques solars, es queixen diversos fabricants. En una declaració del 2012 a Renewable Energy World, el conseller delegat de SunLink, Christopher Tilley, va dir: "Si bé hi ha normes establertes de neu i càrrega sísmica que es poden aplicar als sistemes fotovoltaics d'una manera bastant senzilla, hi ha molt poca orientació sobre les càrregues eòliques. Per tant, els funcionaris han tingut la possibilitat d’aplicar el codi de construcció de maneres no previstes o d’acceptar dissenys basats en proves de túnels de vent sense un mitjà estàndard per validar l’enfocament o els resultats de la prova. Cap dels dos mètodes garanteix que s’utilitzin valors de disseny de vent adequats. "
The Underwriters Laboratory, amb seu a Northbrook, Ill., Va cobrir nominalment la càrrega eòlica per a instal·lacions fotovoltaiques a la versió 2015 de UL 2703, però també se li critica per haver quedat curt. "UL 2703 ha estat bo per a la indústria, però no és un estàndard absolut. Tenir un codi real al seu lloc, aniria igualtat del terreny de joc eliminant les empreses que no atenen factors de seguretat i rendiment importants, com la càrrega del vent i la neu proves de prova, corrosió i resistència al foc ", va dir John Klinkman, vicepresident d'enginyeria d'Aplicated Energy Technologies, a Clinton Township, MI.
Mòduls de panells solars desplaçats per les forces del vent. Crèdit: CAS Foresnics.
Va dir Rob Ward, l’enginyer en cap estructural de SunLink, la SGOC, amb seu a Sacramento, amb molta feina per ajudar a establir un estàndard de la indústria per als requeriments de càrrega eòlica. El comitè fotovoltaic de SEAOC realitza treballs en desenvolupament de propostes de canvi de codi a les disposicions de disseny eòlic d’ASCE. El grup ha elaborat les seves pròpies directrius per a la càrrega eòlica i solar, incloses les més recents SEAOC PV2-2012, Disseny de vents per a trames fotovoltaiques solars de perfil baix a sostres plans.
SunLink va començar a provar la seva línia de productes fotovoltaics el 2006 amb l'ajuda del laboratori de túnels de vent de Boundary Layer (BLWTL) a la Universitat d'Oest d'Ontario, amb seu a Londres, ONT. BLWTL ha actualitzat recentment les seves instal·lacions amb quatre nous sistemes de control de túnels eòlics i adquisició de dades que permeten fer proves completament automatitzades que capturen dades a velocitats de fins a 100.000 mostres per segon cadascuna.
SunLink va executar 70 models i configuracions mitjançant més de 1.000 proves al laboratori BLWTL, desenvolupant una base de dades única. Les proves van incloure variacions en l’angle d’inclinació, l’altura del sostre, l’espai entre fila, l’alçada de l’edificació, els retards de la vora del sostre i diverses estratègies de deflector / encollament afectades pel vent. La companyia ha compartit aquesta base de dades amb SEAOC i, per tant, l'organització està més a prop de desenvolupar una norma de càrrega eòlica amb un ampli consens de la indústria, va dir Ward.
SunLink també va treballar amb BLWTL i la firma d’enginyeria de Rutherford & Chekene, amb seu a San Francisco, Califòrnia, per desenvolupar programari que ajudarà els dissenyadors de productes a provar els seus dissenys segons els estàndards d’ACSE 7-10.
Si bé els forts vents són constantment forts per als propietaris de parcs eòlics, el mateix no és cert per als propietaris i operadors de sistemes fotovoltaics. Però, amb consideracions de disseny minucioses, centrades en els estàndards i la tecnologia que responen bé a totes les càrregues eòliques, les empreses instal·ladores de fotovoltaics poden assegurar-se que les seves matrius no es destruiran.
