Източник: възобновяем енергиен свят
Вятърът е една от най-честите причини за щети на слънчевите масиви, казаха няколко представители на индустрията. В Испания в средата на миналото десетилетие няколко големи слънчеви тракера с двойна ос се провалиха в резултат на вятър, според Дан Шугар, изпълнителен директор на NEXTracker, базирана във Фремонт, Калифорния. "Но хоризонталните тракери като категория са много надеждни оттогава, така че слънчевата индустрия се сближи по хоризонталния път като най-добрият практически начин за получаване на енергийна печалба, избягвайки цялата стомана, която ще е необходима за защита на двуосна", каза той ,
Проектиране да издържа на силни ветрове
Отклонението на вятъра върху слънчевите тракери може да бъде най-сложното изчисление на дизайна при изработката на продукта, тъй като частите на тракера се движат в различни посоки едновременно. „Ако нямате система за смекчаване, като например ограничител на торсията или амортисьори, вятърът може да накара масива да се колебае диво“, отбелязва Джон Уилямсън, директор на инженерната дейност на Array Technologies, базирана в Албукерке.
SunLink Precision-Modular RMS алуминиева система се предлага за 60 и 72-клетъчни модули и 10 градусово накланяне. Кредит: SunLink.
Различните дизайни се опитват да ограничат въздействието на вятъра върху тракерите. „Преминахме към кръгла тръба за разлика от повечето други производители, които използват стомана с квадратна или друга форма - така че набираме 30 процента повече якост на усукване“, каза Шугар. "Ние също сме преминали с балансиран дизайн", каза той, отбелязвайки, че масивът ще се върне в подреждане или плоско положение под гравитацията. „И скоростта ни на прибиране е бърза - от пълно завъртане до прибиране за една минута“, каза той. „Тъй като вятърът се развива бързо, ние искаме да се събираме бързо“, добави той.
Множеството редове за проследяване на DuraTrack HZ v3 са свързани с въртящ се задвижващ вал и се задвижват от един индустриален 2-фазов двигател с 2 фази с климатик. Всеки v3 мотор може да задвижва до 28 реда от 80 модула всеки. Кредит: Array Technologies.
Важно е да се отбележи, че прибирането може да е предписан отговор на вятъра на ръба на полето и да не е необходимо в по-защитения център. Всъщност, подреждането на слънчев панел не е непременно най-доброто решение за бързо изграждане, твърдят други. „Никога не сме разчитали на„ stow “за нашите системи; ние проектираме без покой. Силите на вятъра върху тракер при положение на нула градус все още могат да имат значително натоварване на масива и почти върхов въртящ момент в системата“, посочи Array Техническият Уилямсън. "С новия си V3 дизайн създадохме пасивен дизайн на багажника и добавихме устройство за ограничаване на торсията, което му позволява да се придвижва до положение, където има по-малко усукване на масива", каза той. "Нашето предишно поколение обикновено беше построено до 115 мили / ч, но най-лошият случай беше инсталиран за работа до 175 mph. Това беше доказано на полето в множество обекти, включително инсталация, разположена в NREL технологичния център за вятър, в Боулдър, Колорадо . Новата версия ще може да се справи със стандартна скорост от 135 км / ч и подобно на конфигуриране, за да издържа на по-високи скорости, "каза той. Ветърните микроизбухвания или изливи могат да причинят ветрове до 175 mph на суха земя, така че излагането на вятъра е дадено независимо от местоположението.
Тъй като вятърът може да засегне външните краища на слънчевия масив много по-интензивно, външните редове трябва да бъдат изградени, за да бъдат както по-твърди, така и по-силни. NEXTracker например използва по-дебела стомана на външните редове, за да помогне за проектирането на този ефект. Въпреки това, вятърът е трудно да се предвиди. "Това, което някои слънчеви компании приемат, е, че вятърът продължава да намалява още повече, когато попаднете в масив, което не е задължително. Масивите са в бурен слой на атмосферата и вятърът е много случаен и хаотичен по природа", каза Уилямсън.
Тестване и анализ
Съкращаването на числата за такива променливи на вятъра изисква набор от инструменти, който включва както компютърни модели, така и пълномащабни модели. „Изчислителната динамика на флуидите ще изчисли натоварването на вятъра, но нищо не бие вятърния тунел от позицията, че тествате мащабен модел“, каза Шугар.
AllEarth Възобновяемите енергийни източници проведоха пълен (двоен) тест за натоварване на тракера в тунела. Кредит: AllEarth ВЕИ.
Множество съоръжения за тестване на вятърни тунели, включително правителствени лаборатории, в Съединените щати и Канада, позволяват анализ на пълномащабен слънчев масив, за да отговаря на изискванията за сертифициране или строителен код. Някои компании ги използват широко. "Ние имаме водеща в бранша класация на вятър от 120 mph и сме единственият производител, за когото знаем, че провежда вътрешен тунел, пълен (двоен) тест за проследяване на вятъра на тракера. Искахме да демонстрираме на индустрията нашата дизайнерска сила и ангажираност в проектирането на тракер, който ще издържи на елементите ", отбеляза Андрю Савидж, главен стратегически директор за AllEarth Renewables, базиран в Williston, VT.
Array Technologies също така проведе обширни тестове за вятърни тунели, включително тестове на вятърния тунел на Langley, в Хамптън, Вирджиния, който оттогава се затвори. Работата там е поета от Техническия и технологичен колеж „Франк Батън” от университета „Old Dominion”, Норфолк, Вирджиния.
Стандартите за PV вятър все още се появяват
Не всички юрисдикции обаче приемат изпитването на вятърни тунели като достатъчно. До 2013 г. градът в Лос Анджелис изискваше традиционните решения за закрепване на покриви, а не непроникващи баластирани проекти, тъй като Министерството на строителството и безопасността на LA не приема данни за вятърните тунели, за да оправдае по-ниските изисквания за баласт. Едва когато PanelClaw стана първата компания за монтажна система, която получи своите пълни резултати от данни за вятърните тунели, одобрени и разрешени от LADBS за използване в баластни конструкции, регламентът се промени. Северният Andover, базираната в МА компания на баластирания дизайн на Polar Bear Gen III ще издържи на ветрове над 120 mph, равен на ураган от категория 3.
Модули за слънчеви панели, изместени от силите на вятъра. Кредит: CASE Forennics.
Соларната индустрия следва разпоредбите за натоварване на вятъра, които в момента са обнародвани от Американското дружество за инженери по строителство (ACSE) със седалище в Reston, VA. Най-новият стандарт е 2013 г. ASCE / SEI 7-10. Но този стандарт се отнася повече за сградите, отколкото за слънчевите масиви, оплакват се няколко производители. В изявление за 2012 г. на World of Renewable Energy World, изпълнителният директор на SunLink Кристофър Тили заяви, „докато има установени стандарти за сняг и сеизмично натоварване, които могат да се прилагат към фотоволтаичните системи по доста лесен начин, има много малко насоки за натоварването на вятъра. Следователно длъжностните лица са останали с избора да прилагат строителния код по начини, които не са предвидени или приемат проекти, основаващи се на изпитване на вятърни тунели, без стандартни средства за валидиране на подхода или резултатите от изпитването. Нито един от методите не гарантира, че се използват подходящи стойности за проектиране на вятър. "
Лабораторията на андеррайтерите, базирана в Northbrook, Ill., Номинално е покрила вятърното натоварване за фотоволтаични инсталации във версията на UL 2703 за 2015 г., но също така е критикувана за недостатъчност. „UL 2703 е добър за индустрията, но не е абсолютен стандарт. Наличието на истински код би изравнявало условията за игра, като отпива компаниите, които не адресират важни фактори за безопасност и ефективност, като например вятър и сняг тестване, корозионни изпитвания и устойчивост на пожар ", заяви Джон Клинкман, вицепрезидент по инженерни приложения в Applied Energy Technologies, в Clinton Township, MI.
Модули за слънчеви панели, изместени от силите на вятъра. Кредит: CASE Forennics.
Асоциацията на строителните инженери в Калифорния (SEAOC) със седалище в Сакраменто направи много работа за подпомагане на определянето на индустриален стандарт за изискванията за натоварване на PV вятър, заяви Роб Уорд, главен строителен инженер на SunLink. Комитетът SEAOC PV провежда текуща работа по разработването на предложения за промяна на кода към разпоредбите за дизайн на вятъра в ASCE. Групата е създала свои собствени насоки за натоварване на вятъра и слънчевата енергия, включително най-новите SEAOC PV2-2012, дизайн на вятъра за нископрофилни слънчеви фотоволтаични масиви на плоски покриви.
SunLink започна да тества своята линия от PV продукти през 2006 г. с помощта на Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory (BLWTL) в Университета в Западен Онтарио, базиран в Лондон, ОНТ. BLWTL наскоро модернизира съоръженията си с четири нови системи за контрол на вятърните тунели и събиране на данни, които позволяват напълно автоматизирани тестове, улавящи данни със скорост до 100 000 проби в секунда всяка.
SunLink изпълни 70 модела и конфигурации чрез повече от 1000 теста в лабораторията на BLWTL, разработвайки уникална база данни. Тестовете включваха вариации на ъгъла на наклона, височината на покрива, разстоянието между редовете, височината на сградата, отклоненията от ръба на покрива и различни стратегии за отклоняване / завиване, които са засегнати от вятъра. Компанията е споделила тази база данни с SEAOC и в резултат организацията е по-близо до разработването на норма за натоварване на вятър с широк индустриален консенсус, каза Уорд.
SunLink също работи с BLWTL и инженерната фирма на Rutherford & Chekene със седалище в Сан Франциско, Калифорния, за да разработят софтуер, който ще помогне на дизайнерите на продукти да тестват дизайна си спрямо стандартите на ACSE 7-10.
Въпреки че постоянно силните, силните ветрове са благодат за собствениците на вятърни паркове, същото не е вярно за собствениците и операторите на фотоволтаични системи. Но с внимателни съображения за проектиране, повишен фокус върху стандартите и технологиите, които реагират добре на всички вятърни натоварвания, фотоволтаичните компании могат да гарантират, че техните масиви няма да бъдат издухани.
