L'importanza del test del vento nella scelta di un fornitore di inseguitori solari

Di Chase Anderson, Direttore dello sviluppo prodotto, Terrasmart | 8 giugno 2023

Le condizioni meteorologiche difficili stanno diventando la nuova normalità per gli sviluppatori solari e i proprietari di asset, richiedendo nuove misure per gestire i rischi e garantire i rendimenti.

Comprendere l’importanza dei test sul vento e il modo in cui i diversi tipi di forze del vento influiscono sulla progettazione e sulla produzione degli inseguitori può aiutare i produttori di energia a garantire la giusta tecnologia di inseguitori ad asse singolo per il loro sito e regione.

Una varietà di elementi influenzano il modo in cui il vento influenza gli inseguitori solari su ogni singolo sito, dai fenomeni meteorologici locali e dalla topografia all’influenza di altre strutture o oggetti vicini. Poiché non esistono due siti fotovoltaici uguali, ciascuno richiede personalizzazioni specifiche del sito, il che aggiunge complessità alla progettazione di questi progetti.

Se i profili del vento non vengono adeguatamente presi in considerazione nella progettazione di un localizzatore, i proprietari degli asset potrebbero dover affrontare una catena di eventi, tra cui spese di riparazione e tempi di inattività, nonché rendimenti energetici inferiori, e alla fine non raggiungere gli obiettivi finanziari.

Osservando le sfumature tecniche coinvolte nella progettazione per diversi tipi di vento e comprendendo come un corretto test del tracker può influenzare le caratteristiche di progettazione del tracker come gli angoli di stivaggio e lo smorzamento, si guida l'aerodinamica stabile per prestazioni a lungo termine.

Un'attenta valutazione delle condizioni del vento di un sito consente di porre le domande giuste fin dall'inizio.

La variabilità della velocità del vento, della turbolenza e della direzione può avere effetti inaspettati sugli inseguitori solari e sull’ambiente circostante. Comprendere gli effetti del vento aiuta gli sviluppatori e gli EPC a tenere conto delle incertezze e a ottimizzare la resa.

Gli effetti del vento possono essere classificati in tre categorie principali: statici, dinamici e aeroelastici.

Secondo la società di ingegneria canadese RWDI, specializzata nei test del vento, la progettazione del tracker deve concentrarsi sulla lotta a questi effetti per ottenere stabilità aerodinamica. Ogni componente della struttura di un inseguitore deve essere valutato per garantire una resistenza ottimizzata ai carichi del vento. È necessario prendere in considerazione una serie di potenziali guasti, tra cui:

Non solo comprendere gli effetti del vento è fondamentale per la progettazione delle apparecchiature, ma sapere come resistere alle raffiche di vento può anche ottimizzare le prestazioni di un localizzatore. Conoscere la presenza di venti anomali su una porzione specifica di un sito fotovoltaico, ad esempio, significa che una recinzione antivento potrebbe essere utilizzata per ridurre la velocità del vento e le turbolenze, migliorando la stabilità e la precisione dell’inseguitore. Si potrebbero utilizzare sofisticati sensori per rilevare le variazioni del vento e regolare la posizione di un localizzatore per ottimizzare la produzione di energia. È anche possibile ridurre il profilo di un tracker, aumentarne la rigidità o progettarlo con materiali specifici che resistono ai carichi del vento e agli effetti aeroelastici.

I test nella galleria del vento svolgono un ruolo fondamentale nello sviluppo di inseguitori solari. Vengono utilizzati modelli su piccola scala per valutare come un nuovo inseguitore potrebbe gestire un numero qualsiasi di condizioni di vento, rivelando i limiti di progettazione nelle prime fasi dello sviluppo. Dopo aver apportato modifiche al progetto, è possibile produrre un tracker a grandezza naturale ed economicamente vantaggioso che riduce al minimo i rischi.

La simulazione del terreno controvento è tra i componenti critici dei test in galleria del vento. Questo tipo di simulazione replica gli ostacoli del mondo reale che potrebbero influenzare la forza del vento, come alberi ed edifici o anche altre file di tracker sul sito.

La simulazione del comportamento controvento include diverse curve di elevazione, rugosità superficiale modificabile, barriere mobili e rappresentazioni di vari eventi di vento, inclusi fenomeni come uragani e tornado.

L'angolo di stivaggio e i carichi del vento statici e dinamici associati devono essere attentamente considerati quando si progetta un inseguitore solare resistente al vento. Un'utile strategia di mitigazione è lo smorzamento, che dissipa o controlla l'energia vibrazionale o le oscillazioni in un sistema.

Gli smorzatori sono una parte fondamentale dello sviluppo di una strategia di stivaggio ottimale, in particolare per gli inseguitori solari a 0° di stivaggio, che sono suscettibili alle forze torsionali che causano movimenti di torsione e rotazione lungo l'asse di un tubo di torsione. Durante lo sviluppo di un inseguitore 1P resistente al vento, sono stati testati diversi angoli di inclinazione in una galleria del vento per sviluppare una strategia di stivaggio ottimale. I test hanno dimostrato che angoli di inclinazione inferiori forniscono meno carichi statici sulla struttura e meno forza sul sistema nel suo complesso. Un angolo di inclinazione di 0° ha fornito il valore del coefficiente più basso, poiché il carico laterale era vicino allo zero.