Lähde: uusiutuva energiamaailma
Tuuli on yksi yleisimmistä aurinkokennojen vaurioiden syistä, useat teollisuusviranomaiset sanoivat. Espanjassa viimeisen vuosikymmenen puolivälissä useat suuret kaksiakseliset aurinkoseurantalaitteet epäonnistuivat tuulen seurauksena, Fremontissa, Kaliforniassa sijaitsevan NEXTrackerin toimitusjohtajan Dan Shugarin mukaan. "Mutta vaakasuuntainen seurantalaite kategoriana on ollut siitä lähtien erittäin luotettava, joten aurinkoenergiateollisuus lähentyi vaakarataa parhaana käytännöllisenä tapana saada energiantuotantoa välttäen kaiken teräksen, joka tarvitaan kaksiakselin suojaamiseksi", hän sanoi. .
Suunnittelu kestämään kovaa tuulta
Tuulen taipuminen aurinkokeräimissä voi olla monimutkaisin suunnittelulaskelma tuotteen muotoilussa, koska seurannan osat liikkuvat samanaikaisesti eri suuntiin. "Jos sinulla ei ole lieventämisjärjestelmää, kuten vääntörajoitinta tai peltiä, tuuli voi saada ryhmän värähtelemään villisti", totesi John Williamson, Array Technologiesin suunnittelujohtaja, Albuquerque.
SunLink Precision-Modular RMS -alumiinijärjestelmä on saatavana 60- ja 72-kennoisille moduuleille ja 10 asteen kallistumiselle. Luotto: SunLink.
Erilaiset mallit yrittävät rajoittaa tuulen vaikutusta jäljittäjiin. "Olemme menneet pyöreään putkeen toisin kuin useimmat muut valmistajat, jotka käyttävät neliömäistä tai muuta muotoiltua terästä - joten otamme vastaan 30 prosenttia enemmän vääntölujuutta", sanoi Shugar. "Olemme myös menneet tasapainoisella suunnittelulla", hän sanoi huomauttaen, että ryhmä palaa painovoiman alaisena paikoilleen tai tasaiseen asentoon. "Ja meidän kiinnitysnopeus on nopea - täydestä pyörimisestä yhden minuutin minuuttiin", hän sanoi. "Koska tuuli kasvaa nopeasti, haluamme nousta nopeasti", hän lisäsi.
Useita DuraTrack HZ v3 -seurantarivejä yhdistetään kiertävällä akselilla ja ajetaan yhdellä teollisella 2 HP: n, 3-vaiheisella ilmastointimoottorilla. Jokainen v3-moottori voi ajaa jopa 28 riviä, joissa on 80 moduulia. Luotto: Array Technologies.
On tärkeätä huomata, että varastointi voi olla määrätty vastaus tuulen pellon reunalla, eikä se ole välttämätöntä paremmin suojatun keskuksen sisällä. Itse asiassa aurinkopaneelien varastointi ei välttämättä ole paras ratkaisu nopeaan rakennukseen, toiset väittävät. "Emme ole koskaan luottaneet varastointiin järjestelmissämme. Suunnittelemme ilman varastotiltoa. Nolla asteen asemassa olevassa trackerissa olevat tuulen voimat voivat silti olla merkittäviä kuormituksia matriisissa ja järjestelmän huippunopeutta", huomautti Array. Technologyn Williamson. "Uudessa V3-mallissamme olemme keksineet passiivisen stow-mallin ja lisänneet vääntöä rajoittavan laitteen, jonka avulla se voi siirtyä asentoon, jossa ryhmässä on vähemmän vääntöä", hän sanoi. "Edellisen sukupolvemme rakennettiin tyypillisesti 115 mph, mutta pahimmassa tapauksessa asennettiin 175 mph nopeuteen. Tämä todistettiin kentällä useissa kohteissa, mukaan lukien NREL Wind Technology Centerissä sijaitseva asennus Boulderissa, Coloradossa. "Uusi versio pystyy käsittelemään vakiona 135 mph / h, ja samalla tavalla konfiguroitavissa kestämään suurempia nopeuksia", hän sanoi. Tuulen mikroburssit tai alamäet voivat aiheuttaa tuulia jopa 175 mph tunnissa kuivassa maassa, joten tuulelle altistuminen annetaan sijainnista riippumatta.
Koska tuuli voi vaikuttaa aurinkokentakentän ulkoreunoihin paljon voimakkaammin, ulkoiset rivit on rakennettava niin jäykämmiksi kuin voimakkaammiksi. Esimerkiksi NEXTracker käyttää paksumpaa terästä ulkoreunoilla suunnitellakseen tätä vaikutusta. Tuulta on kuitenkin vaikea ennustaa. "Jotkut aurinkoyhtiöistä olettavat, että tuuli vähenee edelleen, kun joudut joukkoon, mikä ei välttämättä ole kyse. Tiivisteet ovat ilmakehän pyöreässä kerroksessa, ja tuuli on luonteeltaan hyvin satunnaista ja kaoottista", sanoi. Williamson.
Testaus ja analyysi
Tällaisten tuulen muuttujien numeroiden murskaus vaatii joukon työkaluja, jotka sisältävät sekä tietokonemallit että täysimittaiset mallit. "Laskennallinen nestedynamiikka laskee tuulen kuormituksen, mutta mikään ei estä tuuletunnelia siitä näkökulmasta, että testaat mittakaavan mallia", Shugar sanoi.
AllEarth Renewables suoritti tunnelissa täyden (kaksinkertaisen) tracker-tuulikuormituksen. Luotto: AllEarth Renewables.
Joukko Yhdysvaltojen ja Kanadan tuulitunnelin testauslaitoksia, mukaan lukien hallituksen laboratoriot, sallii täysimittaisen aurinkopaneelin analysoinnin sertifiointi- tai rakennusmääräysvaatimusten täyttämiseksi. Jotkut yritykset hyödyntävät niitä laajasti. "Meillä on alan johtava tuulennopeus 120 mph ja olemme ainoa valmistaja, jonka tiedämme suorittavan tunnelissa olevan, täydellisen (kaksinkertaisen) tracker-tuulikuormitustestin. Halusimme osoittaa teollisuudelle suunnittelumme vahvuuden ja sitoutumisen seurantalaite, joka kestää elementit ", totesi Andrew Savage, AllEarth Renewablesin strategiajohtaja, kotipaikka Williston, VT.
Array Technologies on myös suorittanut laajan tuuletunnelitestauksen, mukaan lukien testit Langleyn täysimittaisella tuuletunnelissa Hamptonissa, VA, joka on sittemmin suljettu. Siellä tehdyn työn on ottanut Vanhan Dominionin yliopiston Frank Batten -tekniikan korkeakoulu, Norfolk, VA.
PV-tuulistandardit ovat edelleen nousussa
Kaikki tuomioistuimet eivät kuitenkaan hyväksy tuuletunnelien testaamista riittävänä. Vuoteen 2013 asti Los Angelesin kaupunki vaati perinteisiä ankkuroituja kattoasennusratkaisuja läpäisemättömien painolasisuunnitelmien sijasta, koska LA: n rakennus- ja turvallisuusministeriö ei hyväksynyt tuuletunnelitietoja perustellakseen alhaisempia painolastin vaatimuksia. Vasta PanelClawista tuli ensimmäinen asennusjärjestelmäyritys, jolla LADBS hyväksyi ja salli täydet tuuletunnelitiedot tuloksiinsa käytettäväksi liitäntälaitteiden suunnittelussa. Pohjois-Andoverin MA-pohjaisen yrityksen Polar Bear Gen III painolasisuunnitelma kestää yli 120 mph tuulet, mikä vastaa luokan 3 hurrikaania.
Aurinkopaneelien moduulit siirtyvät tuulen voimien vaikutuksesta. Luotto: CASE Foresnics.
Aurinkoenergiateollisuus noudattaa tuulikuormitusmääräyksiä, jotka on tällä hetkellä julkaissut American Society for Civil Engineers (ACSE), joka sijaitsee Restonissa, VA. Uusin standardi on vuoden 2013 ASCE / SEI 7-10. Mutta tämä standardi koskee enemmän rakennuksia kuin aurinkopaneeleja, useat valmistajat valittavat. SunLinkin toimitusjohtaja Christopher Tilley sanoi vuoden 2012 uusiutuvan energian maailmalle antamassa lausunnossa: "Vaikka on olemassa vakiintuneet lumi- ja seismiset kuormitusstandardit, joita voidaan soveltaa aurinkosähköjärjestelmiin melko suoraviivaisella tavalla, tuulikuormituksesta on hyvin vähän ohjeita. Siksi virkamiehille on jätetty valinta soveltaa rakennusmääräyksiä tavoilla, joita ei ole tarkoitettu, tai hyväksyä tuulitunnelin testaamiseen perustuvia malleja ilman standardimenetelmiä testauslähestymistavan tai tulosten validoimiseksi. Kumpikaan menetelmä ei takaa, että käytetään asianmukaisia tuulisuunnitteluarvoja. "
Underbroriters -laboratorio, joka sijaitsee Northbrookissa, Illinoisissa, kattoi nimellisesti aurinkosähköasennusten tuulenkuorman UL 2703: n vuoden 2015 versiossa, mutta sitä kritisoidaan myös puutteesta. "UL 2703 on ollut hyvä teollisuudelle, mutta se ei ole ehdoton standardi. Todellisen koodin omaksuminen tasoittaisi toimintaedellytyksiä kitkemällä yritykset, jotka eivät puutu tärkeisiin turvallisuus- ja suorituskykytekijöihin, kuten tuuli- ja lumikuormitus. testaus, korroosiotestaus ja palonkestävyys ", kertoi John Klinkman, Applied Energy Technologiesin tekniikan johtaja, Clinton Township, MI.
Aurinkopaneelien moduulit siirtyvät tuulen voimien vaikutuksesta. Luotto: CASE Foresnics.
Sacramentossa sijaitseva Kalifornian rakenneinsinöörien yhdistys (SEAOC) on tehnyt paljon työtä auttaakseen asettamaan teollisuusstandardin PV-tuulikuormitusvaatimuksille, kertoi Sun Winkin päärakennustekniikan päällikkö Rob Ward. SEAOC PV -komitea työskentelee jatkuvasti ASCE: n tuulisuunnittelua koskevien määräysten muutosehdotusten kehittämiseksi. Ryhmä on tuottanut omat tuulenkuormitusta ja aurinkoenergiaa koskevat ohjeet, mukaan lukien viimeisimmät SEAOC PV2-2012, tuulisuunnittelu matalaprofiilisiin aurinkosähkölaitteisiin tasaisilla kattoilla.
SunLink aloitti aurinkosähkötuotteiden testaamisen vuonna 2006 Länsi-Ontarion yliopiston raja-aluekerroksen tuulitunnelilaboratorion (BLWTL) avulla Lontoossa, ONT. BLWTL on äskettäin päivittänyt toimitilaansa neljällä uudella tuuletunnelin ohjaus- ja tiedonkeruujärjestelmällä, jotka mahdollistavat täysin automatisoidut testit, joiden avulla tiedot voidaan tallentaa jopa 100 000 näytteellä sekunnissa.
SunLink suoritti 70 mallia ja kokoonpanoa yli 1000 testin avulla BLWTL-laboratoriossa kehittäen ainutlaatuisen tietokannan. Testit sisälsivät variaatioita kallistuskulmassa, kattokorkeudessa, rivivälissä, rakennuksen korkeudessa, selkänojassa katon reunasta ja erilaisissa deflektori- / suojastrategioissa, joihin tuuli vaikuttaa. Yhtiö on jakanut tämän tietokannan SEAOC: n kanssa, ja seurauksena organisaatio on lähempänä tuulikuormitormien kehittämistä laajalla teollisuuden yhteisymmärryksellä, Ward sanoi.
SunLink teki yhteistyötä myös BLWTL: n ja Rutherford & Chekene -yhtiön kanssa, joka sijaitsee San Franciscossa, Kaliforniassa kehittääkseen ohjelmistoja, jotka auttavat tuotesuunnittelijoita testaamaan suunnittelunsa ACSE 7-10 -standardien mukaisesti.
Vaikka jatkuvasti kovat tuulet ovat siunaus tuulipuistojen omistajille, sama ei pidä paikkaansa aurinkosähköjärjestelmien omistajia ja käyttäjiä. Mutta huolellisilla suunnittelutarkoituksilla, keskittyen entistä enemmän standardeihin ja tekniikkaan, joka reagoi hyvin kaikkiin tuulikuormiin, PV-asennusyritykset voivat varmistaa, että niiden ryhmiä ei puhalleta.