출처 : 재생 가능 에너지 세계
여러 업계 관계자는 바람이 태양 광 어레이 손상의 가장 빈번한 원인 중 하나라고 말했다. 캘리포니아의 프리몬트에있는 NEXTracker의 CEO 인 Dan Shugar에 따르면 지난 10 년 중반 스페인의 풍력으로 인해 몇 개의 대형 이중 축 태양 추적기가 고장 났다고한다. "그러나 카테고리로서의 수평 트래커는 그 이후로 매우 신뢰할 수 있었기 때문에 태양 광 산업은 에너지를 얻기위한 가장 실용적인 방법으로 수평 트랙에 수렴하여 이중 축을 보호하는 데 필요한 모든 강철을 피했습니다." .
강한 바람을 견디도록 설계
추적기 부품은 다양한 방향으로 동시에 이동하기 때문에 태양 추적기의 바람 변형은 제품 제작에서 가장 복잡한 설계 계산 일 수 있습니다. 앨버 커키 (Albuquerque)에 본사를 둔 어레이 테크놀로지스의 엔지니어링 디렉터 인 존 윌리엄슨 (John Williamson)은“비틀림 리미터 나 댐퍼와 같은 완화 시스템이 없다면 바람으로 인해 어레이가 크게 진동 할 수있다.
SunLink Precision-Modular RMS 알루미늄 시스템은 60 및 72 셀 모듈 및 10도 틸트에 사용할 수 있습니다. 크레딧 : SunLink.
다양한 디자인으로 트래커에 대한 바람의 영향을 제한하려고합니다. Shugar는“우리는 사각형 또는 다른 모양의 강철을 사용하는 대부분의 다른 제조업체와 달리 둥근 튜브로갔습니다. "우리는 또한 균형 잡힌 디자인으로 갔다"고 말했다. 어레이는 중력 하에서 적재 또는 평평한 위치로 돌아올 것이라고 지적했다. "우리의 적재 속도는 완전 회전에서 1 분 안에 적재 할 때까지 빠르다"고 그는 말했다. "바람이 빨리 쌓이기 때문에 빨리 싣고 싶다"고 덧붙였다.
여러 개의 DuraTrack HZ v3 트래커 행은 로터리 드라이브 샤프트로 연결되며 단일 산업용 2 HP 3 상 A / C 모터로 구동됩니다. 각 v3 모터는 각각 최대 28 열의 80 개 모듈을 구동 할 수 있습니다. 크레딧 : 어레이 기술.
스토킹은 들판 가장자리의 바람에 대해 미리 정해진 반응 일 수 있으며보다 보호 된 센터 내에서는 필요하지 않습니다. 실제로, 태양 전지 패널을 보관하는 것이 빠른 구축을위한 최상의 솔루션 일 필요는 없다고 다른 사람들은 주장합니다. "우리는 시스템의 적재물에 의존 한 적이 없으며, 적재물이 없도록 설계했습니다. 0도 위치에있는 추적기의 풍력은 여전히 시스템에 상당한 부하를 가하고 시스템의 최대 피크 토크를 가질 수 있습니다." 기술의 윌리엄슨. "새로운 V3 디자인으로 패시브 스토우 디자인을 고안했으며 비틀림 제한 장치를 추가하여 어레이의 비틀림이 적은 위치로 이동할 수있게되었습니다." "우리의 이전 세대는 일반적으로 115mph까지 지어졌지만 최악의 설치는 최대 175mph까지 처리 할 수 있도록 만들어졌습니다. 이는 콜로라도 주 볼더의 NREL 풍력 기술 센터에 위치한 시설을 포함한 여러 현장의 현장에서 입증되었습니다. 새로운 버전은 135mph 표준을 처리 할 수 있으며, 더 높은 속도를 견딜 수 있도록 유사하게 구성 할 수 있습니다. 바람 마이크로 버스트 또는 다운 버스트는 건조한 땅에서 최대 175mph의 바람을 일으킬 수 있으므로 바람에 노출되는 위치는 장소에 관계없이 제공됩니다.
바람은 태양열 어레이 필드의 바깥 쪽 가장자리에 훨씬 더 강하게 영향을 줄 수 있기 때문에 바깥 줄은 더 단단하고 강하게 만들어야합니다. 예를 들어, NEXTracker는 외부 열에 두꺼운 강철을 사용하여이 효과를 디자인하는 데 도움을줍니다. 그럼에도 불구하고 바람은 예측하기 어렵다. "일부 태양 광 회사들은 가정에 따라 배열에 들어 갈수록 바람이 계속 감소한다고 가정합니다. 배열은 대기의 난류 층에 있으며, 바람은 본질적으로 매우 무작위이며 혼란 스럽습니다." 윌리엄슨.
테스트 및 분석
이러한 바람 변수의 수를 계산하려면 컴퓨터 모델과 전체 규모 모델을 모두 포함하는 도구 세트가 필요합니다. Shugar는 "전산 유체 역학은 풍하중을 계산하지만 풍모 모델을 테스트한다는 관점에서 풍동을 능가하는 것은 없다"고 말했다.
AllEarth Renewables는 터널 내 전체 (이중) 트래커 풍하중 테스트를 수행했습니다. 크레딧 : AllEarth Renewables.
미국과 캐나다에있는 정부 연구소를 포함한 다수의 풍동 테스트 시설은 인증 또는 건축법 요건을 충족시키기 위해 본격적인 태양 광 어레이 분석을 허용합니다. 일부 회사는 광범위하게 사용합니다. "우리는 업계 최고의 120mph 바람 등급을 보유하고 있으며 터널 내 전체 (이중) 트래커 풍하중 테스트를 수행하는 유일한 제조업체입니다. 우리는 설계 강도와 엔지니어링에 대한 헌신을 업계에 입증하고자했습니다. VT Williston에 소재한 AllEarth Renewables의 최고 전략 책임자 인 Andrew Savage는 다음과 같이 말했습니다.
Array Technologies는 또한 버지니아 주 햄프 턴에 위치한 Langley Full-Scale Wind Tunnel에서의 테스트를 포함하여 광범위한 윈드 터널 테스트를 수행했습니다. 버지니아 노 포크에있는 Old Dominion University의 Frank Batten 공학 기술 대학에서 작업했습니다.
여전히 떠오르는 PV 바람 표준
그러나 모든 관할 구역에서 풍동 테스트를 충분히 수용하지는 않습니다. 로스 앤젤레스시는 2013 년까지 비침 투식 밸러스트 설계가 아닌 기존의 고정식 마운팅 솔루션이 필요했습니다. LA 건축 안전부는 윈드 터널 데이터를 수용하지 않아 밸러스트 요구 사항이 낮기 때문입니다. PanelClaw가 규정을 변경 한 밸러스트 설계에 사용하기 위해 LADBS에서 전체 풍동 데이터 결과를 승인하고 허용 한 최초의 마운팅 시스템 회사가되기 전까지는 그렇지 않았습니다. MA에 본사를 둔 Polar Bear Gen III 밸러스트 디자인의 North Andover는 120mph 이상의 바람을 견딜 수 있으며 이는 카테고리 3 허리케인과 같습니다.
풍력으로 대체 된 태양 전지판 모듈. 크레딧 : CASE Foresnics.
태양 광 산업은 현재 미국 버지니아 주 레 스턴에있는 미국 토목 기술자 협회 (ACSE)에서 발표 한 풍하중 규정을 따릅니다. 최신 표준은 2013 ASCE / SEI 7-10입니다. 그러나이 표준은 태양열 어레이보다 건물과 관련이 있으며 일부 제조업체는 불평합니다. SunLink의 CEO 인 Christopher Tilley는 2012 년 Renewable Energy World에 대한 성명서에서 "PV 시스템에 적용 할 수있는 눈과 지진 하중 표준이 상당히 간단하지만 바람 하중에 대한 지침은 거의 없다"고 말했다. 따라서 공무원은 시험 방법이나 결과를 검증하기위한 표준 수단없이 풍동 시험에 기반한 설계를 수용하거나 의도하지 않은 방식으로 건축법을 적용 할 수있는 선택권을 갖게되었습니다. 두 방법 모두 적절한 풍향 설계 값이 사용되도록 보장 할 수는 없습니다. "
일리노이 주 노스 브룩에 본사를 둔 Underwriters Laboratory는 2015 년 UL 2703 버전의 PV 설치에 대한 공칭 풍하중을 커버했지만 부족하다는 비판을 받았습니다. "UL 2703은 업계에 좋았지 만 절대 표준은 아닙니다. 실제 코드를 갖추면 바람 및 눈 하중과 같은 중요한 안전 및 성능 요소를 해결하지 않는 회사를 제거함으로써 경기장을 평준화 할 수 있습니다. "미국 내 클린턴 타운 쉽에있는 Applied Energy Technologies의 엔지니어링 부사장 인 John Klinkman은 다음과 같이 말했습니다."
풍력으로 대체 된 태양 전지판 모듈. 크레딧 : CASE Foresnics.
SunLink의 최고 구조 엔지니어 인 Rob Ward는 새크라멘토에 본사를 둔 캘리포니아 구조 공학 협회 (SEAOC)는 PV 풍하중 요건에 대한 산업 표준을 설정하는 데 많은 노력을 기울 였다고 말했다. SEAOC PV위원회는 ASCE의 풍력 설계 조항에 대한 코드 변경 제안을 개발하는 지속적인 작업을 수행합니다. 이 그룹은 가장 최근의 SEAOC PV2-2012, 평평한 지붕의 로우 프로파일 태양 광 발전 시스템을위한 풍력 설계를 포함하여 풍력 및 태양에 대한 자체 지침을 작성했습니다.
SunLink는 온타리오 주 런던에 위치한 웨스턴 온타리오 대학의 BLWTL (Boundary Layer Wind Tunnel Laboratory)의 도움을 받아 2006 년 PV 제품군을 테스트하기 시작했습니다. BLWTL은 최근 4 개의 새로운 풍동 제어 및 데이터 수집 시스템으로 시설을 업그레이드하여 초당 최대 100,000 개의 샘플 속도로 데이터를 완전히 자동으로 테스트 할 수 있습니다.
SunLink는 BLWTL 랩에서 1,000 개가 넘는 테스트를 통해 70 개의 모델과 구성을 실행하여 고유 한 데이터베이스를 개발했습니다. 이 테스트에는 기울기 각도, 지붕 높이, 줄 간격, 건물 높이, 지붕 가장자리에서의 후퇴 및 바람의 영향을받는 다양한 디플렉터 / 슈라우드 전략의 변형이 포함되었습니다. 이 회사는이 데이터베이스를 SEAOC와 공유했으며 그 결과 광범위한 업계 합의를 통해 바람 하중 표준을 개발하는 데 더 가까워 졌다고 Ward는 말했다.
또한 SunLink는 캘리포니아 샌프란시스코에 본사를 둔 BLWTL 및 Rutherford & Chekene의 엔지니어링 회사와 협력하여 제품 설계자가 ACSE 7-10 표준에 따라 설계를 테스트 할 수있는 소프트웨어를 개발했습니다.
지속적으로 강하고 강한 바람이 바람 농장 소유자에게는 축복이지만 PV 시스템 소유자와 운영자에게는 마찬가지입니다. 그러나 신중한 설계 고려 사항, 모든 풍하중에 잘 대응하는 표준 및 기술에 중점을 두어 PV 설치 회사는 어레이가 날아 가지 않도록 보장 할 수 있습니다.