Fonte: rinnovabilienergyworld
Il vento è una delle cause più frequenti di danni agli array solari, affermano diversi funzionari del settore. In Spagna, a metà dell'ultimo decennio, diversi inseguitori solari a doppio asse di grandi dimensioni sono falliti a causa del vento, secondo Dan Shugar, CEO di NEXTracker, con sede a Fremont, in California. "Ma i tracker orizzontali come categoria sono stati molto affidabili da allora, quindi l'industria solare si è convertita sul binario orizzontale come il miglior modo pratico per ottenere un guadagno di energia, evitando tutto l'acciaio necessario per proteggere un doppio asse", ha detto .
Progettando per resistere ai forti venti
La deflessione del vento sui tracker solari può essere il calcolo del progetto più complicato nella realizzazione del prodotto poiché le parti del tracker si muovono contemporaneamente in una varietà di direzioni. "Se non si dispone di un sistema di mitigazione, come un limitatore di torsione o ammortizzatori, il vento può far oscillare selvaggiamente una matrice", ha osservato John Williamson, direttore dell'ingegneria di Array Technologies, con sede ad Albuquerque.
Il sistema in alluminio RMS di precisione SunLink modulare è disponibile per moduli da 60 e 72 celle e inclinazione di 10 gradi. Credito: SunLink.
Vari progetti tentano di limitare l'impatto del vento sui localizzatori. "Siamo andati in un tubo tondo a differenza della maggior parte degli altri produttori che usano acciaio di forma quadrata o di altro tipo, quindi raccogliamo il 30 percento in più di resistenza torsionale", ha detto Shugar. "Abbiamo anche optato per un design bilanciato", ha detto, osservando che l'array tornerà in posizione stivale o piatta sotto gravità. "E la nostra velocità di stivaggio è elevata, dalla rotazione completa a quella di stivaggio in un minuto", ha affermato. "Dato che il vento si sviluppa rapidamente, vogliamo riporlo rapidamente", ha aggiunto.
Più file DuraTrack HZ v3 tracker sono collegate da un albero di trasmissione rotante e pilotate da un singolo motore industriale A / C trifase da 2 HP. Ogni motore v3 può pilotare fino a 28 file di 80 moduli ciascuna. Credito: Array Technologies.
È importante notare che lo stivaggio può essere una risposta prescritta al vento sul bordo di un campo e non essere necessaria all'interno del centro più protetto. In effetti, stivare un pannello solare non è necessariamente la migliore soluzione per un rapido accumulo, altri sostengono. "Non abbiamo mai fatto affidamento sullo stivaggio per i nostri sistemi; progettiamo per nessun stivaggio. Le forze del vento su un inseguitore a una posizione di zero gradi possono ancora avere un carico significativo sull'array e una coppia quasi di picco sul sistema", ha sottolineato Array La tecnologia è Williamson. "Con il nostro nuovo design V3, abbiamo ideato un design passivo di stivaggio e aggiunto un dispositivo di limitazione della torsione che gli consente di spostarsi in una posizione in cui vi è una minore torsione sull'array", ha affermato. "La nostra generazione precedente era in genere costruita a 115 mph, ma l'installazione nel caso peggiore è stata costruita per gestire fino a 175 mph. Ciò è stato dimostrato sul campo in più siti tra cui un'installazione situata presso il NREL Wind Technology Center, a Boulder, Colorado "La nuova versione sarebbe in grado di gestire 135 miglia orarie standard e allo stesso modo configurabile per resistere a velocità più elevate", ha detto. Micro-raffiche di vento, o esplosioni, possono causare venti fino a 175 mph su terra asciutta, quindi l'esposizione al vento è un dato indipendentemente dalla posizione.
Poiché il vento può influire molto più intensamente sui bordi esterni di un campo di schiera solare, le file esterne devono essere costruite per essere sia più rigide che più forti. NEXTracker, ad esempio, utilizza acciaio più spesso sulle file esterne per aiutare a progettare questo effetto. Il vento, tuttavia, è difficile da prevedere. "Quello che alcune società solari ritengono sia che il vento continui a diminuire quanto più si arriva in un array, il che non è necessariamente il caso. Le matrici sono in uno strato turbolento dell'atmosfera e il vento è molto casuale e caotico in natura", ha detto. Williamson.
Test e analisi
La compressione dei numeri per tali variabili del vento richiede un set di strumenti che include sia modelli di computer che modelli in scala reale. "La fluidodinamica computazionale calcolerà il carico del vento ma nulla batte la galleria del vento dal punto di vista del test di un modello in scala", ha detto Shugar.
AllEarth Renewables ha condotto un test del carico del vento nel tunnel completo (doppio). Credito: AllEarth Renewables.
Numerose strutture di collaudo in galleria del vento, compresi i laboratori governativi, negli Stati Uniti e in Canada, consentono l'analisi di un impianto solare su larga scala per soddisfare i requisiti di certificazione o di codice dell'edificio. Alcune aziende ne fanno ampio uso. "Abbiamo una valutazione del vento di 120 mph leader del settore e siamo l'unico produttore che conosciamo per condurre un test del carico del vento nel tunnel completo (doppio) tracker. Volevamo dimostrare al settore la nostra forza progettuale e il nostro impegno nella progettazione di un tracker che resisterà agli elementi ", ha osservato Andrew Savage, Chief Strategy Officer di AllEarth Renewables, con sede a Williston, VT.
Array Technologies ha anche condotto test approfonditi nella galleria del vento, compresi i test presso la galleria del vento a fondo scala di Langley, a Hampton, in Virginia, che da allora ha chiuso. Il lavoro è stato ripreso dal Frank Batten College of Engineering and Technology della Old Dominion University, Norfolk, Virginia.
Gli standard del vento fotovoltaico stanno ancora emergendo
Tuttavia, non tutte le giurisdizioni accettano i test in galleria del vento come sufficienti. Fino al 2013, la città di Los Angeles, richiedeva soluzioni tradizionali di montaggio ancorato per i tetti piuttosto che progetti zavorrati non penetranti, perché il Dipartimento dell'edilizia e della sicurezza di Los Angeles non accettava i dati della galleria del vento per giustificare requisiti di zavorra più bassi. Non è stato fino a quando PanelClaw è diventata la prima società di sistemi di montaggio ad avere i risultati dei suoi dati completi in galleria del vento approvati e autorizzati da LADBS per l'uso in progetti di zavorra che il regolamento è cambiato. Il design con zavorra Polar Bear Gen III della North Andover, con sede a MA, resisterà a venti superiori a 120 mph, pari a un uragano di categoria 3.
Moduli di pannelli solari spostati dalle forze del vento. Credito: CASE Foresnics.
L'industria solare segue le disposizioni sul carico del vento che sono attualmente promulgate dalla American Society for Civil Engineers (ACSE), con sede a Reston, in Virginia. L'ultimo standard è l'ASCE / SEI 7-10 del 2013. Ma questo standard si riferisce più agli edifici che agli array solari, lamentano diversi produttori. In una dichiarazione del 2012 a Renewable Energy World, il CEO di SunLink Christopher Tilley ha dichiarato: "Mentre esistono standard stabiliti per la neve e il carico sismico che possono essere applicati agli impianti fotovoltaici in modo abbastanza semplice, ci sono pochissime indicazioni sui carichi del vento. Ingegneri e permessi ai funzionari è stata quindi lasciata la scelta di applicare il codice di costruzione in modi non previsti o di accettare progetti basati su prove in galleria del vento senza mezzi standard per convalidare l'approccio o i risultati delle prove. Nessuno dei due metodi garantisce che vengano utilizzati i valori di progettazione del vento appropriati. "
Il Underwriters Laboratory, con sede a Northbrook, in Illinois, ha coperto nominalmente il carico del vento per gli impianti fotovoltaici nella versione 2015 di UL 2703, ma è anche criticato per non essere all'altezza. "UL 2703 è stato un bene per l'industria, ma non è uno standard assoluto. Avere un vero codice in atto livellerebbe il campo di gioco eliminando le aziende che non affrontano importanti fattori di sicurezza e prestazioni, come il carico del vento e della neve test, test di corrosione e resistenza al fuoco ", ha dichiarato John Klinkman, vicepresidente di ingegneria presso Applied Energy Technologies, a Clinton Township, MI.
Moduli di pannelli solari spostati dalle forze del vento. Credito: CASE Foresnics.
La Structural Engineers Association of California (SEAOC), con sede a Sacramento, ha fatto molto lavoro per aiutare a stabilire uno standard industriale per i requisiti di caricamento del vento fotovoltaico, ha affermato Rob Ward, capo ingegnere strutturale di SunLink. Il comitato fotovoltaico SEAOC svolge lavori in corso sullo sviluppo di proposte di modifica del codice alle disposizioni sulla progettazione eolica in ASCE. Il gruppo ha prodotto le proprie linee guida per il carico eolico e solare, inclusi i più recenti SEAOC PV2-2012, Wind Design per pannelli fotovoltaici solari a basso profilo su tetti piani.
SunLink ha iniziato a testare la sua linea di prodotti fotovoltaici nel 2006 con l'aiuto del Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory (BLWTL) presso la University of Western Ontario, con sede a Londra, ONT. BLWTL ha recentemente aggiornato le sue strutture con quattro nuovi sistemi di controllo e acquisizione della galleria del vento che consentono test completamente automatizzati che acquisiscono dati a velocità fino a 100.000 campioni al secondo ciascuno.
SunLink ha eseguito 70 modelli e configurazioni attraverso oltre 1.000 test presso il laboratorio BLWTL, sviluppando un database unico. I test includevano variazioni di angolo di inclinazione, altezza del tetto, distanza tra le file, altezza dell'edificio, arretramenti dal bordo del tetto e varie strategie di deflettore / schermatura che sono influenzate dal vento. La società ha condiviso questo database con SEAOC e, di conseguenza, l'organizzazione è più vicina allo sviluppo di una norma sul carico del vento con un ampio consenso del settore, ha affermato Ward.
SunLink ha inoltre collaborato con BLWTL e la società di ingegneria di Rutherford & Chekene, con sede a San Francisco, in California, per sviluppare software che consentano ai progettisti di prodotti di testare i propri progetti rispetto agli standard di ACSE 7-10.
Sebbene i forti venti costantemente forti siano una benedizione per i proprietari di parchi eolici, lo stesso non è vero per i proprietari e gli operatori di impianti fotovoltaici. Ma con attente considerazioni di progettazione, maggiore attenzione focalizzata su standard e tecnologia che rispondono bene a tutti i carichi del vento, le aziende di installazione fotovoltaica possono garantire che i loro array non vengano spazzati via.
