Zespół naukowców z Uniwersytetu Stellenbosch oraz Scatec Africa Pty (RPA) przeprowadzili pełnowymiarowe badania terenowe na eksperymentalnej farmie fotowoltaicznej w Prowincji Przylądkowej Zachodniej. Obiektem analiz były panele słoneczne z jednoosiowym trackerem, który przechyla moduły w zależności od kąta padania promieni słonecznych. Jest to powszechny element instalacji do optymalizowania produkcji energii słonecznej.
Czytaj też: Zużyte panele słoneczne źródłem cennego surowca. Można odzyskać go aż 99 procent
Uczonym przyświecała idea, aby porównać rzeczywiste współczynniki obciążeń trackerów do tych, które podają producenci. Okazuje się bowiem, że wspomniany wskaźnik jest obliczany na podstawie modelowań przeprowadzanych w tunelach aerodynamicznych opartych na granicznych warstwach atmosfery – czytamy w artykule na łamach Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. Trackery powinny działać niezawodnie, ale mimo to wciąż ulegają różnym uszkodzeniom z powodu wiatru.
Panele słoneczne odczuwają silne podmuchy wiatru. Zbadano współczynnik obciążeń w stosunku do teoretycznych norm
Wobec takiej sytuacji naukowcy obserwowali testową instalację fotowoltaiczną przez 109 dni, od grudnia 2022 roku do marca 2023 roku (czyli w sezonie letnim dla półkuli południowej). Cały obiekt składał się z sześciu rzędów paneli słonecznych o długości 32 metry i rozstawionych co 5 metrów. Badacze zbierali pomiary jednak tylko z jednego rzędu modułów, a finalnym celem było określenie wpływu obciążenia wiatrem na dwie szyny montażowe.
Czytaj też: Prosty trik, by panele słoneczne produkowały jeszcze więcej energii. Kluczowy jest kierunek
Wykazano, że największe podmuchy wiatru niekoniecznie występują z dominującego kierunku. Incydentalną dużą prędkość wiatru notowano z kierunku wschodniego, podczas gdy najczęściej wiało z południa. Ponadto tryby skręcania i zginania rury skrętnej w trackerze wpływały na efekty obciążeń. Uszkodzenia zmęczeniowe materiałów budujących szkielet paneli były nieistotne pod względem statystycznym. Na koniec wreszcie zaobserwowane niższe wartości współczynnika obciążenia wiatrem w porównaniu do norm projektowych.
Czytaj też: Te argumenty zamkną sceptykom fotowoltaiki usta. Matka Natura dziękuje za panele słoneczne
Niniejsze badania terenowe mają szansę stać się bardzo przydatne dla wielu stron zajmujących się fotowoltaiką – zarówno w ujęciu naukowym, jak i przemysłowym. Inne zespoły badawcze mogą zainteresować się metodyką działań i zaimplementować podobne sposoby analiz w innych regionach świata. Producenci trackerów i paneli słonecznych dostają natomiast wyniki analiz na rzeczywistym obiekcie fotowoltaicznym – dzięki temu lepiej mogą zrozumieć działanie sił wiatru na produkowane przez nich urządzenia.
