להבטיח שמערך השמש שלך לא יתפס ברוח

מקור: העולם העולמי

מספר גורמים בתעשייה אמרו כי הרוח היא אחד הגורמים השכיחים ביותר לפגיעה במערכי השמש. בספרד, באמצע העשור האחרון, כמה מכשירי שמש גדולים בעלי ציר כפול גדולים כשלו כתוצאה מרוח, כך אומר דן שוגר, מנכ"ל NEXTracker, שבסיסו בפרמונט, קליפורניה. "אבל עוקבים אופקיים כקטגוריה היו אמינים מאוד מאז, ולכן תעשיית השמש התכנסה על המסלול האופקי כדרך המעשית הטובה ביותר להשיג עלייה באנרגיה, תוך הימנעות מכל הפלדה שתידרש כדי להגן על ציר כפול", אמר. .

תכנון לעמוד בפני רוחות גבוהות

הסטת רוח על גששי השמש עשויה להיות החישוב העיצובי המסובך ביותר ביצירת המוצר מכיוון שחלקי הגשש נעים בכיוונים שונים במקביל. ג'ון וויליאמסון, מנהל הנדסה בחברת Array Technologies, שבסיסו באלבוקרקי, אמר: "אם אין לך מערכת להפחתה, כמו מגביל פיתול או דימוי, הרוח יכולה לגרום למערך להתנדנד בפראות.

מערכת האלומיניום RMS של SunLink Precision-Modular זמינה למודולים 60 ו- 72 תאים והטיה של 10 מעלות. קרדיט: SunLink.

עיצובים שונים מנסים להגביל את השפעת הרוח על גששים. "עברנו לצינור עגול שלא כמו רוב היצרנים האחרים המשתמשים בפלדה בצורת ריבוע או אחרת - אז אנו קולטים 30 אחוז יותר כוח פיתול", אמר שוגר. "גם אנחנו הלכנו עם עיצוב מאוזן", אמר וציין כי המערך יחזור לתנוחה או למצב שטוח תחת כוח הכבידה. "ומהירות האחסון שלנו מהירה - מסיבוב מלא לתנור בדקה אחת," אמר. "מכיוון שרוח הולכת ונבנית במהירות, אנו רוצים להסתדר במהירות," הוסיף.

שורות גשש DuraTrack HZ v3 מרובות מחוברות על ידי ציר כונן סיבובי ומונע על ידי מנוע A / C תעשייתי יחיד בעל 2 HP, תלת פאזי. כל מנוע v3 יכול לנהוג עד 28 שורות של 80 מודולים כל אחת. קרדיט: מערך טכנולוגיות.

חשוב לציין כי הסירה עשויה להיות תגובה שנקבעה לרוח בשולי שדה, ואינה נחוצה במרכז המוגן יותר. למעשה, סידור פנל סולארי אינו בהכרח הפיתרון הטוב ביותר לבנייה מהירה, טוענים אחרים. "מעולם לא הסתמכנו על כניסה למערכות שלנו; אנו מתכננים ללא כניסה. כוחות הרוח על גשש במצב אפס מעלות עדיין יכולים להיות בעלי עומס משמעותי על המערך ומומנטו הקרוב לשיא במערכת," הצביע Array. ויליאמסון הטכנולוגי. "עם תכנון ה- V3 החדש שלנו, הגענו עם עיצוב מחסנים פסיבי והוספנו מתקן להגבלת פיתול המאפשר לנו לעבור למצב שיש פחות פיתול במערך," אמר. "הדור הקודם שלנו נבנה בדרך כלל לגובה של 115 קמ"ש, אך ההתקנה הגרועה ביותר נבנתה כדי להתמודד עם עד 175 קמ"ש. זה הוכח בתחום במספר אתרים, כולל התקנה שנמצאה במרכז הטכנולוגיה הרוח של NREL, בבולדר, קולורדו. הגרסה החדשה תוכל לטפל בסטנדרט של 135 קמ"ש, וניתן להגדרה דומה לעמוד במהירויות גבוהות יותר ", אמר. התפרצויות רוח, או התפרצויות רוח, יכולות לגרום לרוחות של עד 175 קמ"ש על יבשה, ולכן חשיפה לרוח נתונה ללא קשר למיקום.

מכיוון שרוח יכולה להשפיע על הקצוות החיצוניים של שדה מערך סולארי בצורה הרבה יותר אינטנסיבית, צריך לבנות שורות חיצוניות כדי שיהיה נוקשה וחזק יותר. NEXTracker, למשל, משתמשת בפלדה עבה יותר בשורות החיצוניות כדי לעזור בעיצוב לאפקט זה. עם זאת, קשה לחזות רוח. "מה שחברות סולאריות מניחות כי הרוח ממשיכה לצמצם ככל שאתה נכנס למערך, וזה לא בהכרח המקרה. מערכים נמצאים בשכבה סוערת של האטמוספרה, והרוח מאוד אקראית וכאוטית באופי", אמר ויליאמסון.

בדיקה וניתוח

ריסוק המספרים עבור משתני רוח כאלה דורש מערך כלים הכולל גם דגמי מחשב וגם דגמים בקנה מידה מלא. "דינמיקת נוזלים חישוביים תחשב עומס רוח אך שום דבר לא מכה את מנהרת הרוח מבחינה שאתה בוחן מודל בקנה מידה", אמר שוגר.

AllEarth Renewables ביצע מבחן עומס רוח עוקב מלא במנהרה (כפול). קרדיט: AllEarth מתחדשים.

שורה של מתקני בדיקת מנהרות רוח, כולל מעבדות ממשלתיות, בארצות הברית ובקנדה, מאפשרים ניתוח מערך סולארי בקנה מידה מלא בכדי לעמוד בדרישות ההסמכה או קוד הבנייה. חברות מסוימות עושות בהן שימוש נרחב. "יש לנו דירוג רוח מוביל של 120 קמ"ש, והם היצרן היחיד שאנחנו יודעים עליו לבצע מבחן עומס רוח גשש מלא (כפול). אנו רוצים להפגין בתעשייה את חוזק העיצוב שלנו ואת המחויבות שלנו להנדסה גשש שיעמוד ביסודות, "ציין אנדרו סאבאג ', קצין האסטרטגיה הראשי של AllEarth Renewables, שמוקם בוויליסטון, ו.ט.

מערך טכנולוגיות ערך גם בדיקות מקיפות של מנהרות רוח, כולל בדיקות במנהרת הרוח בקנה מידה מלא של לנגלי, במפטון, וירג'יניה, אשר נסגרה מאז. עבודות שם בוצעו על ידי מכללת פרנק באטן של אוניברסיטת אולד דומיניון, פרנק באטטן, נורפולק, וירג'יניה.

תקני רוח PV עדיין צצים

עם זאת, לא כל תחומי השיפוט מקבלים את הבדיקה במנהרות הרוח כמספיקה. עד שנת 2013, העיר לוס אנג'לס, דרשה פתרונות הרכבה מעוגנים מסורתיים לגגות ולא מעצבים נטולי קרקע שאינם חודרים, מכיוון שמחלקת הבניין והבטיחות של לוס אנג'לס לא קיבלה נתוני מנהרות רוח כדי להצדיק דרישות נטל נמוכות יותר. רק לפני ש- PanelClaw הפכה לחברת מערכות ההרכבה הראשונה שאושרה והתאפשרה על ידי LADBS לתוצאות נתוני מנהרות הרוח שלה לשימוש בעיצובים נטענים שהשינוי התקנה. העיצוב הקלסי של צפון אנדובר, חברת ה- Polar Bear Gen III, מבוסס ה- MA, יעמוד בפני רוחות העולות על 120 קמ"ש, שוות הוריקן בקטגוריה 3.

מודולי פאנל סולארי העקורים על ידי כוחות הרוח. קרדיט: CASE Foresnics.

התעשייה הסולארית עוקבת אחר הוראות עומס הרוח המוצהרות כיום על ידי החברה האמריקאית למהנדסים אזרחיים (ACSE), שבסיסה ברסטון, וירג'יניה. התקן האחרון הוא ה- ASCE / SEI 7-10 לשנת 2013. אבל תקן זה מתייחס יותר לבניינים מאשר למערכי שמש, מספר יצרנים מתלוננים. בהצהרה שפורסמה ב -2012 בפני עולם האנרגיה המתחדשת אמר מנכ"ל SunLink, כריסטופר טילי, "אמנם קיימים תקני שלג ועמס סיסמיים הניתנים ליישום על מערכות PV באופן די פשוט, אך יש מעט מאוד הנחיות לעומסי רוח. מהנדסים ומתירים לפיכך נותרו גורמים רשמיים לבחור את יישום קוד הבנייה בדרכים שאינן מיועדות או לקבל עיצובים המבוססים על בדיקת מנהרות רוח ללא אמצעים סטנדרטיים לאימות גישת הבדיקה או התוצאות. אף אחת מהשיטות אינה מבטיחה כי משתמשים בערכי תכנון רוח נאותים. "

מעבדת החתמים, שבסיסה בנורת'ברוק, אילינוי, כיסתה באופן רשמי עומס רוח למתקני PV בגירסת 2015 של UL 2703, אך נמתחת גם ביקורת על כך שנפל. "UL 2703 היה טוב לתעשייה, אבל זה לא סטנדרט מוחלט. קביעת קוד אמיתי הייתה מפלסת את המגרש על ידי השבתת החברות שלא מתייחסות לגורמי בטיחות וביצועים חשובים, כמו עומס רוח ושלג. בדיקות, בדיקות קורוזיה ועמידות בפני אש ", אמר ג'ון קלינקמן, סמנכ"ל הנדסה ב- Applied Energy Technologies, בעיר קלינטון, מישיגן.

מודולי פאנל סולארי העקורים על ידי כוחות הרוח. קרדיט: CASE Foresnics.

עמותת מהנדסי המבנים מקליפורניה (SEAOC), שמקורה בסקרמנטו, עשתה עבודה רבה בכדי לסייע לקבוע סטנדרט תעשייתי לדרישות העמסת הרוחות PV, אמר רוב וורד, המהנדס המבני הראשי של SunLink. ועדת PV PV של SEAOC מבצעת עבודות מתמשכות בפיתוח הצעות לשינוי קוד להוראות תכנון הרוח ב- ASCE. הקבוצה הפיקה הנחיות משלה לעומסי רוח ושמש, כולל SEAOC PV2-2012 העדכני ביותר, עיצוב רוח עבור מערכים פוטו-וולטאיים סולאריים בפרופיל על גגות שטוחים.

SunLink החלה לבדוק את קו מוצרי ה- PV בשנת 2006 בעזרת מעבדת מנהרת הרוח של הגבול (BLWTL) באוניברסיטת מערב אונטריו שבסיסה בלונדון, ONT. BLWTL שדרגה לאחרונה את המתקנים שלה עם ארבע מערכות בקרת מנהרות רוח ורכישת נתונים חדשות המאפשרות בדיקות אוטומטיות לחלוטין ללכידת נתונים במהירות של עד 100,000 דגימות לשנייה כל אחת.

SunLink הציגה 70 דגמים ותצורות באמצעות יותר מאלף בדיקות במעבדת BLWTL, בפיתוח בסיס נתונים ייחודי. הבדיקות כללו וריאציות בזווית ההטיה, גובה הגג, מרווח השורות, גובה הבנייה, גב גב מקצה הגג, ואסטרטגיות סטיה / תכריכים שונים המושפעים מהרוח. החברה שיתפה את מסד הנתונים הזה עם SEAOC, וכתוצאה מכך הארגון קרוב יותר לפיתוח נורמה של עומס רוח עם קונצנזוס נרחב בענף, אמר וורד.

SunLink עבדה גם עם BLWTL וחברת ההנדסה של Rutherford & Chekene, שבסיסה בסן פרנסיסקו, קליפורניה, כדי לפתח תוכנה שתעזור למעצבי מוצרים לבדוק את העיצובים שלהם על פי התקנים של ACSE 7-10.

בעוד שרוחות חזקות בעקביות חזקות מהוות ברכה לבעלי חוות רוח, הדבר לא נכון לגבי בעלי מערכות הפעלה ומפעילי PV. אך בשיקולי תכנון מדוקדקים, המתמקדים בסטנדרטים וטכנולוגיה המגיבים היטב לכל עומסי הרוח, חברות התקנת PV יכולות להבטיח כי מערכיהם לא ייפוצצו.