A tiszta energia mai törekvésében, kültéri fotovoltaikus energia, fenntartható energetikai megoldásként, széleskörű figyelmet és alkalmazást váltott ki. Viszont, A jelenlegi fotovoltaikus rendszertermékek egyszerű energiatermelő eszközökként vannak szabványosítva, és számos komoly kihívással kell szembenézniük, amikor szélsőséges időjárási körülményekkel szembesülnek. Ezek a problémák aggodalmat és nehézségeket okoznak a fotovoltaikus felhasználók számára, befektetők a fotovoltaikus erőművekbe, és a menedzserek egyaránt.
Tartalomjegyzék
- A meglévő fotovoltaikus rendszerek problémái szélsőséges időjárás esetén
- Az erős szél hatása a fotovoltaikus rendszerekre
- Következtetés
A meglévő fotovoltaikus rendszerek problémái szélsőséges időjárás esetén
Erős szelek
Erős szél idején, a fotovoltaikus rendszerek hatalmas szélnyomást viselnek el. A fotovoltaikus modulok lerepedhetnek vagy megsérülhetnek, és a rögzítő szerkezetek deformálódhatnak vagy összeeshetnek, mivel nem képesek ellenállni a szélnek. Ez nem csak közvetlen anyagi veszteségekhez vezet, hanem veszélyt jelent a környező környezetre és az emberek biztonságára is.
Üdvözlő hatás
A jégeső nagy hatással van, és jelentős veszélyt jelent a fotovoltaikus modulokra. A jégeső becsapódása repedéseket vagy töréseket okozhat a modulok felületén, vagy akár teljesen összetörni őket. Ezek a sérülések nem csak azonnal érintik az áramtermelést, hanem rövidzárlatokhoz is vezethetnek a modul belső áramkörében, ami tüzet vagy más súlyosabb következményeket okozhat. Továbbá, a sérült modulok cseréje jelentős időt és költséget igényel.
Magas hőmérsékletek
A forró nyári hónapokban, magas hőmérséklet gyakran előfordul. A túlzott hőhatás befolyásolhatja a fotovoltaikus modulok teljesítményét, ami az energiatermelés hatékonyságának csökkenéséhez vezet. Ráadásul, hosszan tartó magas hőmérsékletnek való kitettség felgyorsíthatja a modulok és egyéb elemek öregedését PV tartozékok, például kábelek, lerövidítve élettartamukat. Magas hőmérsékletű környezetben, a rendszer hőleadása kritikus kérdéssé válik, és a rossz hőelvezetés tovább befolyásolhatja a rendszer stabilitását és megbízhatóságát.
Erős hófelhalmozódás
Hideg télen, a heves havazás jelentős terhet róhat a fotovoltaikus rendszerekre. A modulok felületén felhalmozódó hó blokkolja a napfényt, drasztikusan csökkenti az energiatermelést. Továbbá, az olvadó hóból keletkező jégcsapok mind a modulokat, mind a rögzítőszerkezeteket károsíthatják. A hóeltakarítás is jelentős munkaerőt és erőforrást igényel, növekvő karbantartási költségek.
Az erős szél hatása a fotovoltaikus rendszerekre
Az elmúlt hónapokban, Milton hurrikánok és Kirk jelentős károkat okozott az Egyesült Államok egyes részein. és több európai ország, sok fotovoltaikus erőmű súlyosan érintett. Az elmúlt években, az erős szél és más szélsőséges időjárási események súlyos csapást mértek a fotovoltaikus erőművekre, számos problémát feltárva.
Fotovoltaikus erőművek építésének károsodásának és veszteségének elemzése
Az erős szél és tájfun súlyosan megrongálta a tetőtéri fotovoltaikus rendszereket. A fotovoltaikus rendszerek épületeinek tönkretétele közvetlen pénzügyi veszteségeket okoz, és a tetőtéri fotovoltaikus rendszerek újjáépítése jelentős időt és pénzt igényel. A fotovoltaikus modulok újratelepítése jelentős emberi munkát igényel, anyag, és időforrások, ami súlyos teherré válik az erőművek üzemeltetői számára. Például, hasonló szélsőséges időjárási eseményekben, sok tetőtéri fotovoltaikus rendszernek új modulokat kell beszereznie, és telepítésen és hibakeresésen kell átesni, egy folyamat, amely hetekig vagy akár hónapokig is eltarthat, az energiatermelés megszakadásával és a gazdasági veszteségekkel ebben az időszakban.
Továbbá, a jelenlegi tervek és megvalósítási tervek nyilvánvalóan nem képesek hatékonyan ellenállni a helyi éghajlati viszonyoknak. A stratégiákat úgy kell módosítani, hogy azok megfeleljenek a veszélyes időjárásnak, újjal, megbízható megoldásokat választottak. A valóság az, hogy a legtöbb fotovoltaikus vállalat’ a piacon lévő termékek és megoldások nagyon homogének, újat választani megbízható napelemes megoldás a döntéshozók elsődleges prioritása.
Annak elemzése, hogy a meglévő tetőtéri fotovoltaikus rendszerek nem képesek megbirkózni az erős széllel
Korlátozott teherbíró képesség
Sok háztetőt eredetileg nem fotovoltaikus rendszerek elhelyezésére terveztek, így teherbíró képességük korlátozott. Például, néhány régebbi lakó- vagy könnyűszerkezetes kereskedelmi épület viszonylag gyenge tetőszerkezettel rendelkezik. Amikor erős szél támad, a tetőnek nemcsak a fotovoltaikus rendszer többletsúlyát kell viselnie, hanem a szél erőinek is ellenállnia kell, ami a tető deformálódásához vagy akár károsodásához vezethet. Ez veszélyezteti a fotovoltaikus rendszer stabilitását, és az egész épület biztonságát is veszélyeztetheti..
Rossz kompatibilitás a tetőszerkezetek és a fotovoltaikus rendszerek között
A különböző tetőszerkezetek eltérő hatással vannak a fotovoltaikus rendszerek telepítésére és szélállóságára. Előfordulhat, hogy az ívelt vagy szabálytalan alakú tetők nem biztosítanak stabil felületet a fotovoltaikus rendszerek számára. Telepítéskor fotovoltaikus modulok, tartók és kábelek, az ideális elrendezés elérése és megfelelő rögzítése kihívást jelenthet, erős szél esetén a rendszert érzékenyebbé teszi az egyenetlen szélerővel szemben, és növeli a károsodás kockázatát. Egy bizonyos dőlésszögű beépítés jelentősen megnöveli a tető alaktényezőjét és szélterhelését, így hajlamosabb az erős szél által okozott károkra.
Instabil telepítési struktúrák
A tetőtéri fotovoltaikus rendszerek rögzítési módszereinek gyakran vannak gyenge pontjai. Gyakori módszerek, például beton ballaszttömbök használata a tartó rögzítéséhez a tetőhöz, nem biztos, hogy megfelelő szélellenállást biztosít. Könnyű tetőkhöz (mint például a színes acéllemez tetők), a rögzítéshez használt kapcsok használata nem biztos, hogy elegendő feszültséget biztosít ahhoz, hogy ellenálljon az erős szélnek, így a fotovoltaikus rendszer hajlamos a teljes felemelésre.
A rögzítési szerkezet kritikus fontosságú a fotovoltaikus modulok támogatásához, de néhány jelenlegi tetőtéri fotovoltaikus tartónak tervezési hibái vannak. Egyes tartók szerkezetileg egyszerűek, és nincs kellő szilárdságuk és stabilitásuk. Például, egyes tartók viszonylag vékony vázszerkezettel rendelkeznek, amelyek erős szél hatására könnyen meghajlanak vagy deformálódnak. Továbbá, a tartók közötti csatlakozási pontok gyakran feszültséggyenge pontok, amelyek szélütés hatására eltörhetnek, aminek következtében a teljes fotovoltaikus rendszer elveszíti tartását és megsérül.
Modul területe és szélellenállása
A fotovoltaikus modulok nagy felülettel rendelkeznek, és az elmúlt években, a modulok mérete nőtt. Erős szélben, ezek a nagy felületek jelentős szélellenállást hoznak létre. A háztetőkön lévő nagy fotovoltaikus panelek „vitorlákként” működnek,” jelentős szélterhelést bír el erős széllökések idején.
A fotovoltaikus modulok anyagszilárdsága
A fotovoltaikus modulok keretei és belső szerkezetei korlátozott szilárdságúak. Erős szél ismétlődő becsapódása alatt, a keretek deformálódhatnak, és a belső szerkezetek eltörhetnek. Például, az alumíniumötvözet vázzal ellátott modulok nem biztos, hogy képesek ellenállni a hosszan tartó szélhatásból eredő igénybevételnek, ami a keret elhajlását okozza, és befolyásolja a modul és a tartó közötti csatlakozás szorosságát. Ez az instabilitás veszélyeztetheti a modul biztonságos elhelyezését a tetőn.
Következtetés
A fenti elemzésből, egyértelmű, hogy a meglévő fotovoltaikus rendszerek képtelenek ellenállni az erős szélnek, több tényezőnek köszönhető, beleértve a tetők szerkezeti korlátait és a beépítési módokat, valamint a fotovoltaikus modulok inherens jellemzői. Várjuk az újat PV termékek és technológiai megoldások, amelyek fokozhatják a fotovoltaikus rendszerek katasztrófa-ellenállóságát, a kockázatok mérséklése és az esetleges veszteségek csökkentése.