في سعي اليوم للطاقة النظيفة, outdoor photovoltaic energy, كحل للطاقة المستدامة, حصل على اهتمام وتطبيق واسع النطاق. لكن, يتم توحيد منتجات النظام الضوئي الحالي كأجهزة توليد طاقة بسيطة, ويواجهون العديد من التحديات الشديدة عند مواجهة الظروف الجوية القاسية. هذه المشكلات تسبب القلق والصعوبات للمستخدمين الكهروضوئية, المستثمرون في محطات الطاقة الضوئية, والمديرون على حد سواء.
جدول المحتويات
- مشاكل الأنظمة الكهروضوئية الموجودة في الطقس القاسي
- تأثير الرياح القوية على الأنظمة الضوئية
- خاتمة
مشاكل الأنظمة الكهروضوئية الموجودة في الطقس القاسي
رياح قوية
خلال الرياح القوية, تتحمل الأنظمة الضوئية ضغطًا هائلاً للرياح. قد يتم تفجير الوحدات النمطية الضوئية أو التالف, وقد تشوه الهياكل المتصاعدة أو تنهار بسبب عدم قدرتها على تحمل الريح. هذا لا يؤدي فقط إلى الخسائر المالية المباشرة ولكن يشكل أيضًا تهديدًا للبيئة المحيطة وسلامة الناس.
Hail Impact
العواصف البردى لها تأثير كبير وتشكل تهديدًا كبيرًا للوحدات النمطية الكهروضوئية. يمكن أن يسبب تأثير البرد تشققات أو كسر على سطح الوحدات النمطية, أو حتى تحطيمهم تمامًا. هذه الأضرار لا تؤثر على الفور على توليد الطاقة فحسب ، بل قد تؤدي أيضًا إلى دوائر قصيرة في الدوائر الداخلية للوحدة النمطية, يحتمل أن يؤدي إلى حرائق أو عواقب أخرى أكثر حدة. بالإضافة إلى ذلك, يتطلب استبدال الوحدات التالفة وقتًا وتكلفة كبيرة.
درجات حرارة عالية
خلال أشهر الصيف الحارة, درجات الحرارة المرتفعة تحدث بشكل متكرر. يمكن أن تؤثر الحرارة المفرطة على أداء الوحدات النمطية الضوئية, مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة توليد الطاقة. علاوة على ذلك, قد يؤدي التعرض المطول لدرجات حرارة عالية إلى تسريع شيخوخة الوحدات وغيرها إكسسوارات كهروضوئية مثل الكابلات, تقصير عمرهم. في بيئة درجات الحرارة العالية, يصبح تبديد الحرارة للنظام مشكلة حرجة, يمكن أن يؤثر تبديد الحرارة الضعيف على استقرار النظام وموثوقيته.
تراكم الثلج الكثيف
In cold winters, يمكن أن يضع تساقط الثلوج الكثيف عبئًا كبيرًا على الأنظمة الضوئية. الثلج يتراكم على سطح الوحدات يمنع أشعة الشمس, تقليل توليد الطاقة بشكل كبير. بالإضافة إلى, icicles formed from melting snow can damage both the modules and the mounting structures. تتطلب إزالة الثلوج أيضًا عملاً وموارد كبيرة, زيادة تكاليف الصيانة.
تأثير الرياح القوية على الأنظمة الضوئية
في الأشهر الأخيرة, hurricanes Milton وقد تسبب كيرك في أضرار جسيمة لأجزاء من الولايات المتحدة. والعديد من الدول الأوروبية, مع العديد من محطات الطاقة الضوئية المتأثرة بشدة. في السنوات الأخيرة, حدوث الرياح القوية وغيرها من الأحداث الجوية القاسية قد تعاملت مع محطات الطاقة الكهروضوئية الكهروضوئية, الكشف عن العديد من القضايا.
تحليل الأضرار والخسارة لبناء محطات الطاقة الكهروضوئية
الرياح والأعاصير القوية تدمر بشدة أنظمة الكهروضوئية على السطح على السطح. يؤدي تدمير بناء أنظمة الكهروضوئية إلى خسائر مالية مباشرة, وإعادة بناء أنظمة الكهروضوئية على السطح تتطلب وقتًا وأموالًا كبيرة. يتطلب إعادة تثبيت الوحدات الكهروضوئية إنسانًا كبيرًا, مادة, وموارد الوقت, الذي يصبح عبئًا ثقيلًا لمشغلي محطات الطاقة. على سبيل المثال, في أحداث الطقس القاسية مماثلة, تحتاج العديد من الأنظمة الكهروضوئية على السطح إلى شراء وحدات جديدة والخضوع للتركيب وتصحيح الأخطاء, عملية قد تستغرق أسابيع أو حتى أشهر, مع توقف توليد الطاقة والخسائر الاقتصادية التي تكبدتها خلال هذه الفترة.
بالإضافة إلى ذلك, من الواضح أن التصميمات وخطط التنفيذ الحالية لا يمكنها تحمل الظروف المناخية المحلية بشكل فعال. يجب ضبط الاستراتيجيات لمعالجة الطقس الخطير, مع جديد, حلول موثوقة مختارة. والحقيقة هي أن معظم الشركات الضوئية’ المنتجات والحلول في السوق متجانسة للغاية, اختيار جديد reliable solar solution الأولوية القصوى لصانعي القرار.
تحليل عدم قدرة أنظمة الكهروضوئية الموجودة على السطح على التغلب على رياح قوية
Limited Load-Bearing Capacity
لم يتم تصميم العديد من المنازل في الأصل لاستيعاب أنظمة الكهروضوئية, لذا فإن قدرتها على الحمل محدودة. على سبيل المثال, بعض المباني التجارية السكنية أو الخفيفة الوزن الأقدم لها هياكل سقف ضعيفة نسبيًا. عندما تضرب الرياح القوية, يجب ألا يتحمل السقف الوزن الإضافي للنظام الكهروضوئي فحسب ، بل يقاوم أيضًا قوى الريح, والتي يمكن أن تؤدي إلى تشوه السقف أو حتى تلف. This compromises the stability of the photovoltaic system and may also pose a threat to the safety of the entire building.
ضعف التوافق بين هياكل السقف والأنظمة الضوئية
هياكل السقف المختلفة لها تأثيرات متفاوتة على تركيب ومقاومة الرياح للأنظمة الضوئية. قد لا توفر الأسطح المنحنية أو الأسطح غير المنتظمة سطحًا مستقرًا للأنظمة الضوئية. عند التثبيت الوحدات النمطية الكهروضوئية, يتصاعد والكابلات, قد يكون تحقيق تصميم مثالي وتأمينه بشكل صحيح أمرًا صعبًا, جعل النظام أكثر عرضة لقوى الرياح غير المتكافئة في رياح قوية وزيادة خطر الضرر. An installation with a certain tilt angle significantly increases the roof’s shape coefficient and wind load, مما يجعلها أكثر عرضة للتلف من الرياح القوية.
Unstable Installation Structures
غالبًا ما يكون لطرق التثبيت المستخدمة لأنظمة الكهروضوئية على السطح نقاط ضعف. Common methods, مثل استخدام كتل الصابورة الخرسانية لتأمين الحامل على السطح, قد لا تقدم مقاومة كافية للرياح. للأسطح خفيفة الوزن (such as color steel plate roofs), قد لا يوفر استخدام مقاطع للتأمين ما يكفي من التوتر لمقاومة الرياح القوية, جعل النظام الضوئي عرضة لرفعها بالكامل.
هيكل التثبيت أمر بالغ الأهمية لدعم الوحدات النمطية الكهروضوئية, لكن بعض حوامل الطاقة الكهروضوئية الحالية على السطح لها عيوب تصميم. Certain mounts are structurally simple and lack sufficient strength and stability. على سبيل المثال, تحتوي بعض التركيبات على هياكل إطار رقيقة نسبيًا تنحني بسهولة أو تشوه تحت رياح قوية. بالإضافة إلى ذلك, غالبًا ما تكون نقاط الاتصال بين حوامل الضعف التي قد تنكسر تحت تأثير الرياح, مما تسبب في فقدان نظام الكهروضوهيدي بأكمله في فقدان الدعم ويتضرر.
منطقة الوحدة ومقاومة الرياح
الوحدات النمطية الضوئية لها مناطق سطح كبيرة, وفي السنوات الأخيرة, زادت أحجام الوحدة النمطية. في رياح قوية, هذه المساحات السطحية الكبيرة تخلق مقاومة كبيرة للرياح. تصفح صفائف الألواح الكهروضوئية الكبيرة على أسطح المنازل مثل "الأشرعة,"تحمل أحمال الرياح الكبيرة خلال العواصف القوية.
قوة المواد للوحدات النمطية الكهروضوئية
الإطارات والهياكل الداخلية للوحدات النمطية الضوئية لها قوة محدودة. تحت تأثير متكرر من الرياح القوية, قد تشوه الإطارات, and the internal structures may break. على سبيل المثال, قد لا تتمكن الوحدات النمطية ذات إطارات سبيكة الألومنيوم من تحمل الإجهاد من التعرض لفترات طويلة من الرياح, تسبب في ثني الإطار والتأثير على ضيق العلاقة بين الوحدة النمطية والتركيب. هذا عدم الاستقرار يمكن أن يعرض تحديد المواقع الآمنة للوحدة على السطح.
خاتمة
From the above analysis, it is clear that the inability of existing photovoltaic systems to withstand strong winds is due to multiple factors, including the structural limitations of rooftops and installation methods, وكذلك الخصائص المتأصلة للوحدات النمطية الضوئية. نتطلع إلى الجديد المنتجات الكهروضوئية والحلول التكنولوجية التي يمكن أن تعزز مرونة الكوارث في الأنظمة الضوئية, تخفيف المخاطر وتقليل الخسائر المحتملة.