A importância do teste de vento ao escolher um fornecedor de rastreador solar

Por Chase Anderson, Diretor de Desenvolvimento de Produto, Terrasmart | 8 de junho de 2023

Condições climáticas desafiadoras estão se tornando o novo normal para desenvolvedores solares e proprietários de ativos, exigindo novas medidas para gerenciar riscos e garantir retornos.

Entender a importância dos testes de vento e como diferentes tipos de forças do vento afetam o projeto e a produção do rastreador pode ajudar os produtores de energia a garantir a tecnologia certa de rastreador de eixo único para seu local e região.

Uma variedade de elementos afeta a forma como o vento afeta os rastreadores solares em cada local individual, variando de fenômenos climáticos locais e topografia à influência de outras estruturas ou objetos próximos. Como não há dois locais fotovoltaicos iguais, cada um exige personalizações específicas do local, o que aumenta a complexidade do design desses projetos.

Se os perfis de vento não forem devidamente contabilizados no projeto de um rastreador, os proprietários de ativos podem enfrentar uma cadeia de eventos, incluindo despesas corretivas e tempo de inatividade, bem como rendimentos de energia mais baixos e, finalmente, ficar aquém das metas financeiras.

Observar as nuances técnicas envolvidas no projeto para diferentes tipos de vento e entender como o teste adequado do rastreador pode influenciar os recursos do projeto do rastreador, como ângulos de armazenamento e amortecimento, impulsiona a aerodinâmica estável para desempenho a longo prazo.

A avaliação cuidadosa das condições de vento de um local torna possível fazer as perguntas certas desde o início.

Variabilidade na velocidade do vento, turbulência e direção podem ter efeitos inesperados nos rastreadores solares e no ambiente ao seu redor. Compreender os efeitos do vento ajuda os desenvolvedores e EPCs a considerar as incertezas e otimizar o rendimento.

Os efeitos do vento podem ser classificados em três categorias principais: estático, dinâmico e aeroelástico.

O projeto do rastreador deve se concentrar em combater esses efeitos para obter estabilidade aerodinâmica, de acordo com a empresa de engenharia canadense RWDI, especializada em testes de vento. Cada componente na estrutura de um rastreador deve ser avaliado para garantir uma resistência otimizada às cargas de vento. Várias falhas potenciais precisam ser levadas em consideração, incluindo:

A compreensão dos efeitos do vento não é apenas crítica para o projeto do equipamento, mas saber como resistir às rajadas de vento também pode otimizar o desempenho de um rastreador. Saber sobre o vento anômalo em uma parte específica de um local fotovoltaico, por exemplo, significa que uma cerca de vento pode ser usada para reduzir a velocidade do vento e a turbulência, melhorando a estabilidade e a precisão do rastreador. Sensores sofisticados podem ser implantados para detectar variações do vento e ajustar a posição de um rastreador para otimizar a produção de energia. Também é possível reduzir o perfil de um rastreador, aumentar sua rigidez ou projetá-lo com materiais específicos que resistam a cargas de vento e efeitos aeroelásticos.

O teste de túnel de vento desempenha um papel crítico no desenvolvimento do rastreador solar. Modelos em pequena escala são usados ​​para avaliar como um novo rastreador pode lidar com qualquer número de condições de vento, revelando limitações de projeto no início do desenvolvimento. Após ajustes no projeto, um rastreador de tamanho real e econômico pode ser produzido, minimizando os riscos.

A simulação de terreno contra o vento está entre os componentes críticos do teste de túnel de vento. Esse tipo de simulação replica obstruções do mundo real que podem afetar as forças do vento, como árvores e prédios ou até mesmo outras fileiras de rastreadores no local.

A simulação de comportamento contra o vento inclui diferentes curvas de elevação, rugosidade de superfície modificável, barreiras móveis e representações de vários eventos de vento, incluindo fenômenos como furacões e tornados.

O ângulo de armazenamento e as cargas de vento estáticas e dinâmicas associadas devem ser cuidadosamente considerados ao projetar um rastreador solar resistente ao vento. Uma estratégia de mitigação útil é o amortecimento, que dissipa ou controla a energia vibracional ou oscilações em um sistema.

Os amortecedores são uma parte fundamental do desenvolvimento de uma estratégia de armazenamento ideal, especialmente para rastreadores solares a 0° de armazenamento, que são suscetíveis a forças de torção que causam movimentos de torção e rotação ao longo do eixo de um tubo de torque. Durante o desenvolvimento de um rastreador 1P resistente ao vento, diferentes ângulos de inclinação foram testados em um túnel de vento para desenvolver uma estratégia de armazenamento ideal. O teste demonstrou que ângulos de inclinação menores forneciam menos cargas estáticas na estrutura e menos força no sistema como um todo. Um ângulo de inclinação de 0° forneceu o menor valor de coeficiente, pois a carga lateral foi próxima de zero.