Важность ветровых испытаний при выборе поставщика солнечных трекеров

Чейз Андерсон, директор по разработке продуктов Terrasmart | 8 июня 2023 г.

Сложные погодные условия становятся новой нормой для разработчиков солнечной энергии и владельцев активов, требуя новых мер по управлению рисками и обеспечению прибыли.

Понимание важности ветровых испытаний и того, как различные типы ветровых сил влияют на конструкцию и производство трекеров, может помочь производителям электроэнергии в выборе правильной технологии одноосных трекеров для их объекта и региона.

На то, как ветер влияет на солнечные трекеры на каждом отдельном участке, влияет множество элементов: от местных погодных явлений и топографии до влияния других близлежащих структур или объектов. Поскольку не бывает двух одинаковых фотоэлектрических объектов, каждый требует индивидуальной настройки, что усложняет разработку этих проектов.

Если профили ветра не учтены должным образом в конструкции трекера, владельцы активов могут столкнуться с целой цепочкой событий, включая расходы на ремонт и простои, а также снижение выработки энергии и, в конечном итоге, невыполнение финансовых целей.

Рассмотрение технических нюансов, связанных с проектированием для различных типов ветра, и понимание того, как правильное тестирование трекера может повлиять на его конструктивные особенности, такие как углы складывания и демпфирование, обеспечивает стабильную аэродинамику и долгосрочную работу.

Тщательная оценка ветровых условий на объекте позволяет с самого начала задавать правильные вопросы.

Изменчивость скорости, турбулентности и направления ветра может иметь неожиданные последствия для солнечных трекеров и окружающей их среды. Понимание воздействия ветра помогает разработчикам и EPC учитывать неопределенности и оптимизировать урожайность.

Эффекты ветра можно разделить на три основные категории: статические, динамические и аэроупругие.

По мнению канадской инженерной фирмы RWDI, которая специализируется на ветровых испытаниях, конструкция трекера должна быть сосредоточена на противодействии этим эффектам для достижения аэродинамической устойчивости. Каждый компонент конструкции трекера должен быть проверен, чтобы обеспечить оптимальную устойчивость к ветровым нагрузкам. Необходимо учитывать ряд потенциальных неисправностей, в том числе:

Понимание воздействия ветра имеет решающее значение не только для проектирования оборудования, но и знание того, как выдерживать порывы ветра, может также оптимизировать производительность трекера. Например, знание об аномальном ветре на определенной части фотоэлектрической станции означает, что ветровое ограждение можно использовать для уменьшения скорости ветра и турбулентности, улучшая стабильность и точность трекера. Сложные датчики могут быть развернуты для обнаружения изменений ветра и корректировки положения трекера для оптимизации производства энергии. Также возможно уменьшить профиль трекера, увеличить его жесткость или спроектировать его из специальных материалов, устойчивых к ветровым нагрузкам и аэроупругим воздействиям.

Испытания в аэродинамической трубе играют решающую роль в разработке солнечных трекеров. Небольшие модели используются для оценки того, как новый трекер может справиться с любым количеством ветровых условий, выявляя конструктивные ограничения на ранних этапах разработки. После внесения корректировок в конструкцию можно изготовить полноразмерный экономичный трекер, минимизирующий риск.

Моделирование местности с наветренной стороны является одним из важнейших компонентов испытаний в аэродинамической трубе. Этот тип моделирования воспроизводит реальные препятствия, которые могут повлиять на силу ветра, например, деревья и здания или даже другие ряды трекеров на площадке.

Моделирование поведения против ветра включает в себя различные кривые высот, изменяемую шероховатость поверхности, подвижные барьеры и представления различных ветровых явлений, включая такие явления, как ураганы и торнадо.

Угол складывания и связанные с ним статические и динамические ветровые нагрузки необходимо тщательно учитывать при проектировании ветроустойчивого солнечного трекера. Полезной стратегией смягчения является демпфирование, которое рассеивает или контролирует энергию вибрации или колебаний в системе.

Демпферы являются ключевой частью разработки оптимальной стратегии укладки, особенно для солнечных трекеров при укладке под углом 0°, которые подвержены скручивающим силам, вызывающим скручивающие и вращательные движения вдоль оси торсионной трубки. При разработке ветроустойчивого трекера 1P в аэродинамической трубе были протестированы различные углы наклона для разработки оптимальной стратегии укладки. Испытания показали, что меньшие углы наклона обеспечивают меньшие статические нагрузки на конструкцию и меньшую силу на систему в целом. Угол наклона 0° обеспечил наименьшее значение коэффициента, поскольку боковая нагрузка была близка к нулю.