اطمینان از اینکه خورشیدی شما در باد گرفتار نمی شود

منبع: تجدیدپذیر انرژی جهانی

به گفته چندین مقام صنعت ، باد یکی از شایع ترین دلایل آسیب رساندن به خورشید است. به گفته دن شوگر ، مدیرعامل NEXTracker ، مستقر در Fremont، CA ، در اواسط دهه گذشته ، چندین ردیاب خورشیدی دو محوره بزرگ در نتیجه باد شکست خوردند. وی گفت: "اما ردیاب های افقی به عنوان یک گروه از آن زمان بسیار قابل اعتماد بوده اند ، بنابراین صنایع خورشیدی در مسیر افقی به عنوان بهترین راه عملی برای به دست آوردن انرژی تبدیل شده اند و از تمام فولادی که برای محافظت از محورهای دوگانه استفاده می کند ، جلوگیری می کنند." .

طراحی مقاومت در برابر وزش باد شدید

کاهش باد در ردیاب های خورشیدی ممکن است پیچیده ترین محاسبه طراحی در ساخت محصول باشد زیرا قطعات ردیاب به طور همزمان در جهات مختلفی حرکت می کنند. جان ویلیامسون ، مدیر مهندسی Array Technologies ، مستقر در آلبوکرک ، گفت: "اگر شما یک سیستم کاهش دهنده مانند محدود کننده چرخش یا میراگر ندارید ، باد می تواند یک آرایه را به نوعی نوسان کند."

سیستم آلومینیومی SunLink Precision-Modular RMS برای ماژول های 60 و 72 سلولی و شیب 10 درجه در دسترس است. اعتبار: SunLink.

طرح های مختلف سعی در محدود کردن تأثیر باد در ردیاب ها دارند. شوگر گفت: "ما برخلاف بسیاری از تولید کنندگان دیگر که از فولاد مربع یا شکل دیگر استفاده می کنند ، به یک لوله گرد رفتیم. بنابراین ما 30 درصد استحکام پیچشی بیشتری را انتخاب می کنیم." وی با بیان اینکه آرایه با یک جاذبه یا حالت مسطح تحت گرانش باز خواهد گشت ، گفت: ما نیز با یک طراحی متعادل پیش رفته ایم. وی گفت: "و سرعت خنک کننده ما سریع است - از چرخش کامل گرفته تا یک دقیقه در محل ذخیره". وی افزود: "از آنجا که باد به سرعت ایجاد می شود ، ما می خواهیم به سرعت انباشت کنیم."

ردیف های ردیاب چندگانه DuraTrack HZ v3 توسط یک محور چرخشی درایو متصل شده و توسط یک موتور صنعتی 2 HP 3 فاز A / C تک موتور هدایت می شوند. هر موتور v3 می تواند تا 28 ردیف 80 ماژول را هدایت کند. اعتبار: فن آوری های Array.

توجه به این نکته ضروری است که ممکن است خاکستر یک واکنش تجویز شده در برابر باد در لبه میدان باشد و در مرکز حفاظت شده تری لازم نباشد. دیگران معتقدند که در واقع ، قرار گرفتن در صفحات خورشیدی بهترین راه حل برای ساخت سریع نیست. وی خاطرنشان كرد: "ما هیچ وقت به سیستم های خود به استیك تكیه نكرده ایم ؛ ما هیچگونه استیل را طراحی نمی كنیم. نیروهای بادی بر روی ردیاب در حالت درجه ی صفر هنوز می توانند بار قابل توجهی بر روی آرایه و گشتاور نزدیك اوج بر روی سیستم داشته باشند." ویلیامسون فناوری است. وی گفت: "با طراحی جدید V3 ما ، به طراحی منفعل انفعالی دست یافته ایم و یک وسیله محدودکننده چرخش را اضافه کرده ایم که به آن اجازه می دهد تا به مکانی منتقل شود که کمتر پیچشی در آرایه وجود داشته باشد." وی گفت: "نسل قبلی ما به طور معمول تا 115 مایل در ساعت ساخته شده بود ، اما بدترین حالت برای نصب تا 175 مایل در ساعت ساخته شده است. این امر در زمینه های مختلف از جمله نصب واقع در مرکز فناوری باد NREL ، در بولدر ، کلرادو اثبات شد. وی گفت: "نسخه جدید می تواند از استاندارد 135 مایل در ساعت بهره ببرد و به همین ترتیب برای مقاومت در برابر سرعت های بالاتر تنظیم شود." ریزگردهای بادی یا ریزش باد می تواند باعث ایجاد وزش باد تا 175 مایل در ساعت در زمین های خشک شود ، بنابراین قرار گرفتن در معرض باد صرف نظر از موقعیت مکانی داده می شود.

از آنجا که باد می تواند لبه های بیرونی یک میدان آرایه خورشیدی را بسیار شدیدتر تحت تأثیر قرار دهد ، باید ردیف های بیرونی ساخته شود تا هم محکم تر و هم قوی تر باشند. به عنوان مثال NEXTracker از فولاد ضخیم تر در ردیف های بیرونی استفاده می کند تا به طراحی این اثر کمک کند. با این وجود ، پیش بینی باد می تواند دشوار باشد. وی گفت: "آنچه برخی شرکت های خورشیدی فرض می کنند این است که باد همچنان بیشتر از آنچه به آرایه می رسید کاهش می یابد ، که لزوماً اینگونه نیست. آرایه ها در یک لایه متلاطم جو قرار دارند و باد بسیار طبیعی است و هرج و مرج است." ویلیامسون

تست و تجزیه و تحلیل

خرد کردن اعداد برای چنین متغیرهای بادی نیاز به مجموعه ابزارهایی دارد که هم مدلهای رایانه ای و هم مدلهای تمام مقیاس را در بر می گیرد. شوگر گفت: "دینامیک سیالات محاسباتی بار باد را محاسبه می کند اما هیچ چیزی از این نظر که شما یک مدل مقیاس را آزمایش می کنید ، تونل باد را نمی تابد."

منابع تجدید پذیر AllEarth یک تست بار باد در ردیاب ، کامل (دوتایی) ردیاب انجام داده است. اعتبار: قابل تجدیدپذیر AllEarth.

مجموعه ای از امکانات آزمایش تونل باد ، از جمله آزمایشگاه های دولتی ، در ایالات متحده و کانادا ، تجزیه و تحلیل یک آرایه خورشیدی در مقیاس کامل را برای پاسخگویی به شرایط صدور گواهینامه یا کد ساختمان مجاز می دانند. برخی از شرکت ها از آنها استفاده گسترده ای می کنند. وی گفت: "ما دارای رتبه بندی باد در صنعت 120 مایل در ساعت هستیم و تنها تولید کننده ای هستیم که می توانیم آزمایش بار باد ردیاب درون ، تکمیل (دوتایی) را انجام دهیم. ما می خواستیم به صنعت قدرت و تعهد خود را به مهندسی نشان دهیم. اندرو Savage ، مدیر ارشد استراتژی برای AllEarth تجدید پذیر ، مستقر در Williston ، VT خاطر نشان کرد: ردیابی که مقاومت در برابر عناصر را خواهد داشت.

Array Technologies همچنین آزمایش های گسترده تونل باد را انجام داده است ، از جمله آزمایش های موجود در تونل بادی کامل لانگلی ، در همپتون ، ویرجینیا ، که از آن زمان بسته شده است. کار در آنجا توسط دانشکده مهندسی و فناوری Frank Batten University Old Dominion ، نورفولک ، VA انجام شده است.

استاندارد PV PV هنوز در حال ظهور است

با این وجود همه حوزه های قضایی آزمایش تونل باد را به اندازه کافی قبول نمی کنند. تا سال 2013 ، شهر لس آنجلس ، به جای طرح های بالا و نافذ بدون تزریق ، نیاز به راه حل های نصب لنگر دار سنتی برای پشت بام ها داشت ، زیرا وزارت ساختمان و ایمنی LA برای توجیه الزامات پایین تر از بالا ، داده های تونل باد را نمی پذیرفت. طولی نکشید که PanelClaw به اولین شرکت سیستم نصب در آمد که نتایج داده های کامل تونل باد خود را توسط LADBS تأیید کرد و اجازه استفاده در طرح های بالاست را داد که این آیین نامه تغییر کرد. طراحی جوش خورده Polar Bear Gen III با مسئولیت محدود شرکت آندوور شمالی در برابر وزش باد بیش از 120 مایل در ساعت ، برابر با توفان دسته 3 مقاومت خواهد کرد.

ماژول های پنل خورشیدی که توسط نیروهای باد آواره شده اند. اعتبار: CASE Foresnics.

صنعت خورشیدی از مفاد بار باد پیروی می کند که هم اکنون توسط انجمن آمریکایی مهندسان عمران (ACSE) ، مستقر در Reston، VA منتشر شده است. آخرین استاندارد 2013 ASCE / SEI 7-10 است. چندین تولیدکننده شکایت می کنند ، اما این استاندارد بیشتر مربوط به ساختمان ها است تا آرایه های خورشیدی. کریستوفر تیللی ، مدیرعامل SunLink در بیانیه سال 2012 به دنیای انرژی های تجدید پذیر ، گفت: "در حالی که استانداردهای بارشی برف و بار لرزه ای وجود دارد که می تواند برای سیستم های PV به روش نسبتاً ساده ای اعمال شود ، در مورد بارهای باد راهنمایی بسیار کمی وجود دارد و اجازه می دهند. از این رو مقامات با انتخاب کد ساختمانی به روش هایی که در نظر گرفته نشده اند و یا طرح های مبتنی بر آزمایش تونل باد را بدون وسیله ای استاندارد برای اعتبارسنجی روش آزمایش یا نتایج به دست آورده اند ، واگذار نکرده اند. هیچ روش اطمینان نمی دهد که از مقادیر طراحی باد مناسب استفاده می شود. "

آزمایشگاه Underwriters ، مستقر در Northbrook ، Illinois ، به طور اسمی بارهای باد را برای تاسیسات PV در نسخه 2015 UL 2703 پوشانده است ، اما به دلیل کمبود انتقاد نیز مورد انتقاد قرار می گیرد. "UL 2703 برای صنعت خوب بوده است اما یک استاندارد مطلق نیست. داشتن یک کد واقعی در محل می تواند با رها کردن شرکتهایی که فاکتورهای مهم ایمنی و عملکردی از قبیل بار باد و برف را برطرف نمی کنند ، زمین بازی را ترسیم کند. آزمایش ، آزمایش خوردگی و مقاومت در برابر آتش ، "گفت: جان کلینكمن ، مدیر ارشد مهندسی فناوریهای كاربردی انرژی ، در شهر كلینتون ، میشیگان.

ماژول های پنل خورشیدی که توسط نیروهای باد آواره شده اند. اعتبار: CASE Foresnics.

Rob Ward ، مهندس ارشد سازه SunLink ، گفت: انجمن مهندسان سازه ای از کالیفرنیا (SEAOC) مستقر در ساکرامنتو ، کارهای بسیاری را در جهت کمک به تعیین استاندارد صنعت برای نیازهای بارگذاری باد PV انجام داده است. کمیته PV SEAOC در حال انجام کارهای مداوم در زمینه تهیه پیشنهادات تغییر کد به مقررات طراحی باد در ASCE است. این گروه دستورالعمل های خاص خود را برای بار باد و خورشیدی ارائه داده است ، از جمله جدیدترین SEAOC PV2-2012 ، طراحی باد برای آرمهای کم نور خورشیدی در سقفهای مسطح.

SunLink تست خط محصولات PV را در سال 2006 با کمک آزمایشگاه تونل باد Boundary Layer (BLWTL) در دانشگاه غربی انتاریو مستقر در لندن ، ONT آغاز کرد. BLWTL به تازگی امکانات خود را با چهار سیستم کنترل تونل بادی و دستیابی به اطلاعات جدید به روز کرده است که آزمایشات کاملاً خودکار ثبت اطلاعات با سرعت 100000 نمونه در هر ثانیه را امکان پذیر می سازد.

SunLink با آزمایش بیش از 1000 آزمایش در آزمایشگاه BLWTL ، 70 مدل و پیکربندی را انجام داده و یک بانک اطلاعاتی منحصر به فرد را تهیه کرده است. این آزمایشات شامل تغییراتی در زاویه شیب ، ارتفاع سقف ، فاصله ردیف ، ارتفاع ساختمان ، ستون های پشتی از لبه پشت بام و استراتژی های مختلف تغییر شکل / آسترینگ است که در اثر باد تأثیر می پذیرند. Ward گفت این شرکت این پایگاه داده را با SEAOC به اشتراک گذاشته است ، و در نتیجه ، این سازمان به تدوین یک هنجار بار باد با یک اجماع گسترده در صنعت نزدیکتر است.

SunLink همچنین با BLWTL و شرکت مهندسی Rutherford & Chekene مستقر در سانفرانسیسکو ، کالیفرنیا ، همکاری کرد تا نرم افزاری را تولید کند که به طراحان محصول کمک کند تا طرح های خود را مطابق با استانداردهای ACSE 7-10 تست کنند.

با وجودی که به طور مداوم قوی است ، وزش باد شدید یک نعمت برای صاحبان مزرعه بادی است ، اما برای صاحبان سیستم ها و اپراتورهای PV نیز یکسان نیست. اما با توجه به ملاحظات طراحی ، افزایش تمرکز بر روی استانداردها و فناوری که به خوبی به همه بارهای باد پاسخ می دهد ، شرکت های نصب PV می توانند اطمینان حاصل کنند که آرایه های آنها از بین نخواهد رفت.