Na busca atual por energia limpa, energia fotovoltaica ao ar livre, como uma solução energética sustentável, atraiu ampla atenção e aplicação. No entanto, os produtos atuais do sistema fotovoltaico são padronizados como dispositivos simples de geração de energia, e enfrentam numerosos desafios graves quando confrontados com condições climáticas extremas. Essas questões causam preocupação e dificuldades aos usuários fotovoltaicos, investidores em usinas fotovoltaicas, e gestores.
Índice
- Problemas dos sistemas fotovoltaicos existentes em condições climáticas extremas
- O impacto dos ventos fortes nos sistemas fotovoltaicos
- Conclusão
Problemas dos sistemas fotovoltaicos existentes em condições climáticas extremas
Ventos Fortes
Durante ventos fortes, sistemas fotovoltaicos suportam imensa pressão do vento. Módulos fotovoltaicos podem explodir ou ser danificados, e as estruturas de montagem podem deformar-se ou colapsar devido à sua incapacidade de resistir ao vento. Isto não só leva a perdas financeiras diretas, mas também representa uma ameaça ao meio ambiente e à segurança das pessoas..
Impacto de granizo
Tempestades de granizo são altamente impactantes e representam uma ameaça significativa aos módulos fotovoltaicos. O impacto do granizo pode causar rachaduras ou quebras na superfície dos módulos, ou até mesmo quebrá-los completamente. Esses danos não afetam apenas imediatamente a geração de energia, mas também podem levar a curtos-circuitos nos circuitos internos do módulo., potencialmente resultando em incêndios ou outras consequências mais graves. Adicionalmente, substituir módulos danificados requer tempo e custo consideráveis.
Altas temperaturas
Durante os meses quentes de verão, altas temperaturas ocorrem frequentemente. O calor excessivo pode afetar o desempenho dos módulos fotovoltaicos, levando à redução da eficiência de geração de energia. Além disso, a exposição prolongada a altas temperaturas pode acelerar o envelhecimento dos módulos e outros Acessórios fotovoltaicos como cabos, encurtando sua vida útil. Em um ambiente de alta temperatura, a dissipação de calor do sistema se torna um problema crítico, e a má dissipação de calor pode afetar ainda mais a estabilidade e a confiabilidade do sistema.
Acúmulo de neve intensa
Em invernos frios, fortes nevascas podem representar um fardo significativo para os sistemas fotovoltaicos. A neve acumulada na superfície dos módulos bloqueia a luz solar, reduzindo drasticamente a geração de energia. Além disso, pingentes de gelo formados pelo derretimento da neve podem danificar os módulos e as estruturas de montagem. A remoção de neve também requer mão de obra e recursos substanciais, aumentando os custos de manutenção.
O impacto dos ventos fortes nos sistemas fotovoltaicos
Nos últimos meses, furacões Milton e Kirk causaram danos significativos a partes dos EUA. e vários países europeus, com muitas centrais fotovoltaicas gravemente afetadas. Nos últimos anos, a ocorrência de ventos fortes e outros eventos climáticos extremos desferiu um duro golpe nas centrais fotovoltaicas, revelando inúmeras questões preocupantes.
Análise de danos e perdas em centrais fotovoltaicas prediais
Ventos fortes e tufões danificaram gravemente os sistemas fotovoltaicos nos telhados. A destruição de sistemas fotovoltaicos prediais resulta em perdas financeiras diretas, e a reconstrução de sistemas fotovoltaicos em telhados requer muito tempo e dinheiro. A reinstalação de módulos fotovoltaicos exige recursos humanos significativos, material, e recursos de tempo, o que se torna um fardo pesado para os operadores de centrais eléctricas. Por exemplo, em eventos climáticos extremos semelhantes, muitos sistemas fotovoltaicos em telhados precisam adquirir novos módulos e passar por instalação e depuração, um processo que pode levar semanas ou até meses, com a geração de energia interrompida e perdas econômicas incorridas durante este período.
Adicionalmente, os atuais projetos e planos de implementação claramente não conseguem resistir eficazmente às condições climáticas locais. As estratégias devem ser ajustadas para lidar com condições climáticas perigosas, com novo, soluções confiáveis selecionadas. A realidade é que a maioria das empresas fotovoltaicas’ produtos e soluções no mercado são altamente homogêneos, fazendo a escolha de um novo solução solar confiável a principal prioridade para os tomadores de decisão.
Análise da incapacidade dos sistemas fotovoltaicos existentes em telhados de lidar com ventos fortes
Capacidade de carga limitada
Muitos telhados não foram originalmente projetados para acomodar sistemas fotovoltaicos, então sua capacidade de carga é limitada. Por exemplo, alguns edifícios residenciais ou comerciais leves mais antigos têm estruturas de telhado relativamente fracas. Quando os ventos fortes atacam, o telhado não deve apenas suportar o peso adicional do sistema fotovoltaico, mas também resistir às forças do vento, o que pode levar à deformação do telhado ou até mesmo danos. Isto compromete a estabilidade do sistema fotovoltaico e também pode representar uma ameaça à segurança de todo o edifício..
Má compatibilidade entre estruturas de telhado e sistemas fotovoltaicos
Diferentes estruturas de telhado têm impactos variados na instalação e na resistência ao vento dos sistemas fotovoltaicos. Telhados curvos ou de formato irregular podem não fornecer uma superfície estável para sistemas fotovoltaicos. Ao instalar módulos fotovoltaicos, montagens e cabos, alcançar um layout ideal e protegê-los adequadamente pode ser um desafio, tornando o sistema mais suscetível a forças de vento irregulares em ventos fortes e aumentando o risco de danos. Uma instalação com um determinado ângulo de inclinação aumenta significativamente o coeficiente de forma do telhado e a carga do vento, tornando-o mais sujeito a danos causados por ventos fortes.
Estruturas de instalação instáveis
Os métodos de fixação utilizados para sistemas fotovoltaicos em telhados muitas vezes apresentam pontos fracos. Métodos comuns, como usar blocos de lastro de concreto para fixar a montagem no telhado, pode não oferecer resistência suficiente ao vento. Para telhados leves (como telhados de chapa de aço colorida), usar clipes para fixação pode não fornecer tensão suficiente para resistir a ventos fortes, tornando o sistema fotovoltaico propenso a ser totalmente retirado.
A estrutura de montagem é crítica para suportar módulos fotovoltaicos, mas algumas montagens fotovoltaicas atuais em telhados apresentam falhas de projeto. Certas montagens são estruturalmente simples e carecem de resistência e estabilidade suficientes. Por exemplo, algumas montagens têm estruturas de estrutura relativamente finas que dobram ou deformam facilmente sob ventos fortes. Adicionalmente, os pontos de conexão entre as montagens são frequentemente pontos fracos de tensão que podem quebrar sob o impacto do vento, fazendo com que todo o sistema fotovoltaico perca suporte e seja danificado.
Área do Módulo e Resistência ao Vento
Módulos fotovoltaicos possuem grandes áreas de superfície, e nos últimos anos, os tamanhos dos módulos aumentaram. Em ventos fortes, essas grandes áreas de superfície criam uma resistência significativa ao vento. Grandes painéis fotovoltaicos nos telhados funcionam como “velas,”suportando cargas de vento substanciais durante rajadas fortes.
Resistência Material de Módulos Fotovoltaicos
As molduras e estruturas internas dos módulos fotovoltaicos possuem resistência limitada. Sob impacto repetido de ventos fortes, os quadros podem deformar, e as estruturas internas podem quebrar. Por exemplo, módulos com estruturas de liga de alumínio podem não ser capazes de suportar o estresse da exposição prolongada ao vento, fazendo com que a estrutura dobre e afetando o aperto da conexão entre o módulo e a montagem. Esta instabilidade pode comprometer o posicionamento seguro do módulo no telhado.
Conclusão
Da análise acima, é claro que a incapacidade dos sistemas fotovoltaicos existentes de resistir a ventos fortes se deve a múltiplos fatores, incluindo as limitações estruturais dos telhados e métodos de instalação, bem como as características inerentes aos módulos fotovoltaicos. Estamos ansiosos por novos Produtos fotovoltaicos e soluções tecnológicas que podem aumentar a resiliência dos sistemas fotovoltaicos a desastres, mitigando riscos e reduzindo perdas potenciais.