ที่มา: พลังงานหมุนเวียนโลก
ลมเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของความเสียหายต่อแผงเซลล์แสงอาทิตย์เจ้าหน้าที่อุตสาหกรรมหลายคนกล่าว ในสเปนในช่วงกลางทศวรรษที่ผ่านมาตัวติดตามแสงอาทิตย์แบบคู่แกนขนาดใหญ่หลายตัวล้มเหลวอันเป็นผลมาจากลมตาม Dan Shugar ซีอีโอของ NEXTracker ซึ่งตั้งอยู่ที่เมืองฟรีมอนต์รัฐแคลิฟอร์เนีย “ แต่เครื่องมือติดตามแนวนอนเป็นหมวดหมู่มีความน่าเชื่อถือมากตั้งแต่นั้นมาดังนั้นอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์จึงรวมตัวกันในแนวนอนเป็นวิธีปฏิบัติที่ดีที่สุดในการรับพลังงานโดยหลีกเลี่ยงเหล็กทั้งหมดที่ใช้ในการปกป้องแกนสองแกน” เขากล่าว .
ออกแบบให้ทนต่อลมแรงได้สูง
การโก่งตัวของตัวติดตามแสงอาทิตย์อาจเป็นการคำนวณการออกแบบที่ซับซ้อนที่สุดในการประดิษฐ์ผลิตภัณฑ์เนื่องจากชิ้นส่วนของตัวติดตามเคลื่อนที่ไปในทิศทางต่าง ๆ พร้อมกัน John Williamson ผู้อำนวยการฝ่ายวิศวกรรมของ Array Technologies กล่าวว่าถ้าคุณไม่มีระบบบรรเทาเช่นตัวบิดเกลียวหรือตัวหน่วงลมลมสามารถทำให้อาร์เรย์สั่นคลอนได้
ระบบอลูมิเนียม SunLink Precision-Modular RMS นั้นมีให้เลือกสำหรับโมดูล 60 และ 72 เซลล์และความเอียง 10 องศา เครดิต: SunLink
การออกแบบที่หลากหลายพยายาม จำกัด ผลกระทบของลมต่อตัวติดตาม “ เราเข้าสู่ท่อกลมซึ่งแตกต่างจากผู้ผลิตรายอื่นที่ใช้เหล็กสี่เหลี่ยมหรือเหล็กรูปทรงอื่น ๆ ดังนั้นเราจึงรับแรงบิดได้มากขึ้น 30 เปอร์เซ็นต์” ชูการ์กล่าว “ เราได้ออกแบบที่สมดุลด้วย” เขากล่าวโดยสังเกตว่าอาเรย์จะกลับไปยังตำแหน่งที่เก็บหรือแบนราบภายใต้แรงโน้มถ่วง "และความเร็วในการเก็บรักษาของเรานั้นรวดเร็ว - จากการหมุนเต็มไปสู่การเก็บในหนึ่งนาที" เขากล่าว “ เนื่องจากลมสร้างอย่างรวดเร็วเราต้องการเก็บไว้อย่างรวดเร็ว” เขากล่าวเสริม
แถวติดตาม DuraTrack HZ v3 หลายแถวเชื่อมต่อกันด้วยเพลาขับแบบหมุนและขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์อุตสาหกรรมขนาด 2 แรงม้า A / C 3 เฟส มอเตอร์ v3 แต่ละตัวสามารถขับได้มากถึง 28 แถวจาก 80 โมดูลในแต่ละตัว เครดิต: เทคโนโลยีอาร์เรย์
เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าการเก็บรักษาอาจเป็นการตอบสนองตามที่กำหนดต่อลมที่ขอบสนามและไม่จำเป็นต้องอยู่ในศูนย์ที่ได้รับการป้องกันมากกว่า ในความเป็นจริงการเก็บแผงโซลาร์เซลล์ไม่จำเป็นต้องเป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับการสะสมที่รวดเร็ว "เราไม่เคยพึ่งพาระบบของเรา แต่อย่างใดเราออกแบบให้ไม่มีการเก็บลมแรงของตัวติดตามที่ตำแหน่งศูนย์องศายังคงสามารถรับภาระที่สำคัญในอาเรย์และแรงบิดสูงสุดใกล้กับระบบได้" Array ชี้ เทคโนโลยีของวิลเลียมสัน “ ด้วยการออกแบบ V3 ใหม่ของเราเราได้ออกแบบการเก็บข้อมูลแบบพาสซีฟและเพิ่มอุปกรณ์ จำกัด แรงบิดที่ทำให้มันเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งที่มีแรงบิดน้อยลงในอาเรย์” เขากล่าว "โดยทั่วไปแล้วรุ่นก่อนหน้าของเราสร้างขึ้นที่ 115 ไมล์ต่อชั่วโมง แต่การติดตั้งที่แย่ที่สุดนั้นสร้างขึ้นเพื่อจัดการได้ถึง 175 ไมล์ต่อชั่วโมงซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วในสนามที่หลาย ๆ ไซต์รวมถึงการติดตั้งที่ NREL Wind Technology Center ใน Boulder โคโลราโด รุ่นใหม่จะสามารถรองรับมาตรฐาน 135 ไมล์ต่อชั่วโมงและสามารถกำหนดค่าได้เช่นเดียวกันเพื่อให้สามารถรองรับความเร็วที่สูงขึ้นได้ "เขากล่าว ลม microbursts หรือ downbursts สามารถทำให้ลมสูงถึง 175 ไมล์ต่อชั่วโมงบนพื้นดินแห้งดังนั้นการสัมผัสกับลมจะได้รับโดยไม่คำนึงถึงสถานที่
เนื่องจากลมสามารถส่งผลกระทบต่อขอบด้านนอกของสนามอาเรย์แสงอาทิตย์ได้อย่างเข้มข้นมากขึ้นแถวด้านนอกจึงต้องถูกสร้างให้แข็งแรงและแข็งแรง ยกตัวอย่างเช่น NEXTracker ใช้เหล็กหนาขึ้นในแถวด้านนอกเพื่อช่วยออกแบบสำหรับเอฟเฟกต์นี้ ลมอย่างไรก็ตามเป็นเรื่องยากที่จะคาดการณ์ "สิ่งที่ บริษัท พลังงานแสงอาทิตย์บางรายคิดก็คือลมยังคงลดลงต่อไปซึ่งคุณไม่จำเป็นต้องใช้อาร์เรย์นั้นอาร์เรย์นั้นอยู่ในชั้นบรรยากาศที่ปั่นป่วนและลมนั้นสุ่มและวุ่นวายมากตามธรรมชาติ" วิลเลียมสัน
การทดสอบและวิเคราะห์
การบีบตัวเลขสำหรับตัวแปรลมดังกล่าวจำเป็นต้องใช้ชุดเครื่องมือที่มีทั้งรุ่นคอมพิวเตอร์และรุ่นเต็มรูปแบบ Shugar กล่าวว่า "พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณจะคำนวณภาระลม แต่ไม่มีอะไรชนะอุโมงค์ลมจากมุมมองที่คุณกำลังทดสอบแบบจำลองสเกล" Shugar กล่าว
AllEarth Renewables ดำเนินการทดสอบแรงลมในอุโมงค์ (เต็ม) ตัวติดตามแบบเต็ม เครดิต: AllEarth Renewables
โฮสต์ของสิ่งอำนวยความสะดวกการทดสอบอุโมงค์ลมรวมถึงห้องปฏิบัติการของรัฐบาลในสหรัฐอเมริกาและแคนาดาอนุญาตให้ทำการวิเคราะห์แผงพลังงานแสงอาทิตย์แบบเต็มรูปแบบเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการรับรองหรือการสร้างรหัส บริษัท บางแห่งใช้ประโยชน์อย่างกว้างขวางจากพวกเขา "เรามีคะแนนลม 120 ไมล์ต่อชั่วโมงในอุตสาหกรรมและเป็นผู้ผลิตรายเดียวที่เรารู้จักที่จะทำการทดสอบโหลดลมติดตามในอุโมงค์ (คู่) เต็มรูปแบบเราต้องการแสดงให้เห็นถึงความแข็งแกร่งในการออกแบบและความมุ่งมั่นในงานวิศวกรรมของอุตสาหกรรม ติดตามที่จะทนต่อองค์ประกอบ "แอนดรู Savage หัวหน้าเจ้าหน้าที่กลยุทธ์สำหรับ AllEarth Renewables ตั้งอยู่ใน Williston, VT กล่าว
อาเรย์เทคโนโลยียังทำการทดสอบอุโมงค์ลมอย่างกว้างขวางรวมถึงการทดสอบที่อุโมงค์ลมขนาดเต็มแลงลีย์ในแฮมป์ตันรัฐเวอร์จิเนียซึ่งได้ปิดทำการไปแล้ว งานที่เกิดขึ้นโดย Frank Batten วิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยีของ Old Dominion University, Norfolk, VA
มาตรฐานลม PV ยังคงเกิดขึ้น
เขตอำนาจศาลบางแห่งไม่ยอมรับการทดสอบอุโมงค์ลม แต่อย่างใด จนถึงปี 2013 เมืองลอสแองเจลิสจำเป็นต้องติดตั้งโซลูชั่นยึดแบบดั้งเดิมสำหรับหลังคาแทนที่จะใช้การออกแบบที่ไม่ถูกเจาะเนื่องจากแผนกอาคารและความปลอดภัยของ LA ไม่ยอมรับข้อมูลอุโมงค์ลมเพื่อพิสูจน์ความต้องการบัลลาสต์ที่ต่ำลง มันไม่ได้จนกว่า PanelClaw กลายเป็น บริษัท ระบบติดตั้งเครื่องแรกที่ได้รับผลข้อมูลอุโมงค์ลมที่สมบูรณ์และได้รับอนุญาตจาก LADBS เพื่อใช้ในการออกแบบบัลลาสต์ที่มีการเปลี่ยนแปลงกฎระเบียบ North Andover ซึ่งเป็น บริษัท ออกแบบบัลลาสต์ Polar Bear Gen III ของ บริษัท MA จะทนต่อลมได้มากกว่า 120 ไมล์ต่อชั่วโมงเท่ากับพายุเฮอริเคนระดับ 3
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ถูกแทนที่ด้วยแรงลม เครดิต: CASE Foresnics
อุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไปตามบทบัญญัติภาระลมที่ประกาศใช้ในปัจจุบันโดย American Society for Civil Engineering (ACSE) ซึ่งตั้งอยู่ที่ Reston รัฐเวอร์จิเนีย มาตรฐานล่าสุดคือ 2013 ASCE / SEI 7-10 แต่มาตรฐานนั้นเกี่ยวข้องกับอาคารมากกว่าแผงพลังงานแสงอาทิตย์ผู้ผลิตหลายรายบ่น ในปี 2555 Christopher Tilley CEO ของ SunLink กล่าวว่า "ในขณะที่มีการกำหนดมาตรฐานหิมะและแผ่นดินไหวที่สามารถนำไปใช้กับระบบ PV ได้อย่างตรงไปตรงมามีคำแนะนำน้อยมากเกี่ยวกับแรงลมวิศวกรและอนุญาต เจ้าหน้าที่จึงถูกทิ้งให้อยู่กับการเลือกใช้รหัสอาคารในลักษณะที่ไม่ได้ตั้งใจหรือยอมรับการออกแบบบนพื้นฐานของการทดสอบอุโมงค์ลมโดยไม่ต้องใช้วิธีการมาตรฐานในการตรวจสอบวิธีการทดสอบหรือผลลัพธ์วิธีการทั้งสองวิธีไม่รับประกันว่าจะใช้ค่าการออกแบบลมที่เหมาะสม
ห้องปฏิบัติการ Underwriters ซึ่งตั้งอยู่ใน Northbrook, Ill. ได้รับการเสนอชื่อให้รับภาระลมในการติดตั้ง PV ในรุ่น UL 2703 ในปี 2558 แต่ก็ได้รับการวิพากษ์วิจารณ์จากการล้มสั้น "UL 2703 เป็นสิ่งที่ดีสำหรับอุตสาหกรรม แต่มันไม่ได้เป็นมาตรฐานที่แน่นอนการมีรหัสที่แท้จริงจะช่วยยกระดับสนามเด็กเล่นโดยกำจัด บริษัท ที่ไม่ได้ระบุถึงความปลอดภัยและปัจจัยด้านประสิทธิภาพที่สำคัญเช่นภาระลมและหิมะ John Klinkman รองประธานฝ่ายวิศวกรรมของ Applied Energy Technologies ในเมือง Clinton Township รัฐ MI กล่าวว่าการทดสอบการทดสอบการกัดกร่อนและการทนไฟ
แผงเซลล์แสงอาทิตย์ถูกแทนที่ด้วยแรงลม เครดิต: CASE Foresnics
สมาคมวิศวกรโครงสร้างแห่งแคลิฟอร์เนีย (SEAOC) ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองซาคราเมนโตได้ทำงานอย่างหนักเพื่อช่วยกำหนดมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับความต้องการพลังงานลมของ PV PV Rob Ward หัวหน้าวิศวกรโครงสร้างของ SunLink กล่าว คณะกรรมการ SEAOC PV ดำเนินงานอย่างต่อเนื่องในการพัฒนาข้อเสนอการเปลี่ยนรหัสตามข้อกำหนดการออกแบบลมใน ASCE กลุ่มได้จัดทำแนวทางของตัวเองสำหรับภาระลมและพลังงานแสงอาทิตย์รวมถึง SEAOC PV2-2012 ล่าสุดการออกแบบลมสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์แผงโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์รายละเอียดต่ำบนหลังคาแบน
SunLink เริ่มทดสอบผลิตภัณฑ์ PV ในปี 2549 ด้วยความช่วยเหลือของ Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory (BLWTL) ที่ University of Western Ontario ซึ่งตั้งอยู่ในกรุงลอนดอน ONT BLWTL เพิ่งอัพเกรดสิ่งอำนวยความสะดวกด้วยการควบคุมอุโมงค์ลมใหม่สี่ระบบและระบบเก็บข้อมูลที่อนุญาตให้ทำการทดสอบอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์แบบในการเก็บข้อมูลด้วยความเร็วสูงสุด 100,000 ตัวอย่างต่อวินาที
SunLink ใช้งาน 70 แบบและการกำหนดค่าผ่านการทดสอบมากกว่า 1,000 ครั้งที่ห้องปฏิบัติการ BLWTL ซึ่งเป็นการพัฒนาฐานข้อมูลที่ไม่ซ้ำใคร การทดสอบรวมถึงการเปลี่ยนแปลงในมุมเอียง, ความสูงของหลังคา, ระยะห่างของแถว, ความสูงของอาคาร, การถอยกลับจากขอบหลังคาและกลยุทธ์การดัน / หุ้มห่อหุ้มที่ได้รับผลกระทบจากลมต่างๆ บริษัท ได้แบ่งปันฐานข้อมูลนี้กับ SEAOC และเป็นผลให้องค์กรอยู่ใกล้กับการพัฒนาบรรทัดฐานโหลดลมกับฉันทามติอุตสาหกรรมที่กว้างขึ้น Ward กล่าว
SunLink ยังทำงานร่วมกับ BLWTL และ บริษัท วิศวกรรมของ Rutherford & Chekene ซึ่งตั้งอยู่ในซานฟรานซิสโกรัฐแคลิฟอร์เนียเพื่อพัฒนาซอฟต์แวร์ที่จะช่วยให้นักออกแบบผลิตภัณฑ์ทดสอบการออกแบบกับมาตรฐานของ ACSE 7-10
ในขณะที่ลมแรงจัดหนักถือเป็นพรสำหรับเจ้าของฟาร์มลม แต่ก็ไม่เป็นความจริงสำหรับเจ้าของและผู้ดำเนินการระบบ PV แต่ด้วยการพิจารณาการออกแบบอย่างพิถีพิถันมุ่งเน้นไปที่มาตรฐานและเทคโนโลยีที่ตอบสนองต่อแรงลมได้ดี บริษัท ติดตั้ง PV จึงมั่นใจได้ว่าอาร์เรย์ของพวกเขาจะไม่ถูกพัดหายไป
