sistemas fotovoltaicos industriais conectados à rede

IntroduçãoCom a intensificação do aquecimento global, o fenômeno El Niño representa desafios cada vez mais severos para... usinas de energia fotovoltaicaMuitos climas extremos que nunca ocorreram antes estão agora influenciando os padrões de projeto da nossa indústria atual. ConteúdoCapítulo Um: O desastre cai do céuCapítulo Dois: Rajada de Golpe DescendenteCapítulo Três: Aumento repentino da velocidade do ventoCapítulo Quatro: Mudança repentina na direção do ventoCapítulo Cinco: Despertar da Indústria Capítulo Um: O desastre cai do céu17 de março de 2025, 4h da manhã, Texas, EUA. A chuva lá fora havia sido uma garoa constante durante toda a noite. De repente, um estrondo ensurdecedor, como uma espada afiada, rasgou o céu completamente escuro. Imediatamente depois, o vento impetuoso, como uma fera selvagem liberta de grilhões invisíveis, rugiu violentamente e devastou a terra. Os estranhos estalos que se seguiram gradualmente quebraram a tranquilidade da pequena cidade. “Eu estava dormindo profundamente quando fui repentinamente acordada por um barulho alto, como se alguém estivesse atirando pedras na minha casa. Ao ser entrevistada, a dona de casa Luna ainda estava abalada. "Mas as pedras vinham de todas as direções, sem nenhum padrão. Eu fiquei apavorada. Os cavalos no estábulo relinchavam sem parar. Aquele som era muito perturbador."▽ Tempo de tempestade Não demorou muito para o amanhecer chegar e a chuva parar. No início da manhã, o veterano policial Frank dirigia pela Rodovia 36. Antigamente, quem virasse à direita no cruzamento à frente passava por uma usina fotovoltaica. No entanto, hoje, a cena diante de seus olhos era arrepiante: um extenso sistema de rastreamento. Nos componentes originalmente pretos, apareceram vários buracos de tamanhos diferentes, cobrindo-os como flocos de neve.▽ O componente foi destruído por granizo ▽ O rastreador foi danificado por granizo Nos últimos anos, sob a profunda influência do aquecimento global, o fenômeno El Niño tem se tornado cada vez mais proeminente. Eventos climáticos extremos que antes eram considerados extremamente raros, ocorrendo uma vez a cada cem ou até mesmo uma vez a cada mil anos, agora estão se tornando frequentes.Os métodos de projeto tradicionais costumam planejar com antecedência para garantir que tudo seja à prova de falhas. No entanto, a ocorrência de eventos climáticos extremos está se tornando cada vez mais irregular e imprevisível.▽ O rastreador foi danificado por um tornado ▽ Incêndios em usinas de energia fotovoltaica ocorrem com frequência. Dentre as inúmeras condições climáticas extremas, há uma que é particularmente irritante. Sua ocorrência não é restrita por tempo ou geografia.Como um fantasma invisível, ele envolve silenciosamente a área onde uma crise pode ocorrer, representando uma enorme ameaça para as usinas de energia fotovoltaica. Capítulo Dois: Rajada de Golpe DescendenteTempestades são um fenômeno meteorológico comum, geralmente ocorrendo ao entardecer ou à noite. Durante essas tempestades, uma grande quantidade de vapor d'água se acumula, formando uma série de "fortalezas móveis" com características dinâmicas que se deslocam rapidamente pelo solo.▽ Imagem de nuvem indicando tempo de tempestade Essas fortalezas móveis geralmente carregam muitas armas poderosas. Quando as condições são favoráveis, elas lançam ataques terrestres, provocando fenômenos climáticos severos, como chuvas torrenciais, granizo e ventos fortes.O impacto mais significativo nos rastreadores fotovoltaicos é o clima local causado por tempestades: a microexplosão.▽ Rajada de golpes descendentes Uma rajada descendente, também conhecida como downburst em inglês, é uma forte corrente de ar descendente, localizada e de pequena escala. Quando essa forte corrente de ar atinge o solo, gera ventos fortes e lineares com potencial destrutivo.É como uma "bomba de ar". A ameaça dessa "bomba aérea" aos rastreadores fotovoltaicos provém principalmente de dois aspectos: • um aumento repentino na velocidade do vento, com a velocidade do vento aumentando rapidamente em um curto período de tempo; • A direção do vento muda repentinamente, rapidamente, em um curto período de tempo. Capítulo Três: Aumento repentino da velocidade do ventoQuem conhece rastreadores fotovoltaicos deve saber que, quando a velocidade do vento ultrapassa um determinado limite, o rastreador entra no modo de proteção contra ventos fortes. Nesse modo, o rastreador gira até o ângulo mais favorável e para nesse ângulo para resistir a velocidades de vento extremas. A partir daqui, podemos constatar que, para o rastreador, existem dois parâmetros-chave de velocidade do vento:• Velocidade do vento de operação: a velocidade mínima do vento que aciona o modo de vento forte.• Velocidade extrema do vento: A velocidade máxima do vento que pode ser suportada no ângulo de atracação. Não podemos deixar de nos perguntar: se o rastreador acionar o modo de vento forte e a velocidade do vento continuar aumentando durante sua rotação, que tipo de impacto isso terá na estrutura do rastreador?Para discutir essa questão, precisamos introduzir um termo meteorológico: "aumento repentino da velocidade do vento". ▽ Dois tipos de correntes descendentes causam um aumento acentuado na velocidade do vento.Microexplosão (Parte 1)Direito (Parte 2)Um aumento repentino na velocidade do vento, ou seja, uma elevação súbita da velocidade do vento em um curto período de tempo, pode fazer com que o rastreador não consiga se ajustar ao ângulo do vento forte a tempo e pode ser destruído por ele. Esse fenômeno é particularmente perigoso para rastreadores com acionamento de ponto único que adotam o modo de atracação a barlavento.▽ Um gráfico que mostra o aumento acentuado da velocidade do vento em uma determinada região do Oriente Médio ao longo dos anos.(Referência de 15 m/s, 3 s a 10 m)A velocidade do vento pode aumentar de 15 m/s para 33 m/s no máximo em 2 minutos.A velocidade do vento subiu para 9 metros por segundo por minuto. Para rastreadores com acionamento em um único ponto, 0° é o ângulo mais desfavorável. Quanto mais próximo de 0°, pior a estabilidade do rastreador. Se o rastreador estiver estacionado de frente para o vento, mas estiver a sotavento neste momento, após entrar no modo de proteção contra o vento, o rastreador precisa girar na direção oposta, comumente conhecido como "virar de cabeça". Esse tipo de rastreamento em "U" inevitavelmente fará com que o sistema "ultrapasse" o ângulo de 0°. Como resultado, o rastreador se tornará cada vez mais instável à medida que gira, e a velocidade crítica do vento (Ucr) diminuirá progressivamente. O rastreador entrará gradualmente na "zona de perigo". Se a velocidade do vento aumentar rapidamente nesse momento, o chamado modo de proteção contra ventos fortes poderá se transformar em um "modo suicida para ventos fortes", e o rastreamento em "U" realmente significaria dar uma guinada brusca. ▽ Sistema de acionamento de ponto único "atracar contra o vento"É impossível evitar os riscos decorrentes do aumento repentino da velocidade do vento. O problema do aumento repentino da velocidade do vento está se tornando cada vez mais sério, especialmente nas áreas do Deserto de Gobi. Devido à grande diferença de temperatura entre o dia e a noite, muitos rastreadores sofreram danos de diferentes graus, principalmente relacionados ao aumento repentino da velocidade do vento. No entanto, além do aumento repentino da velocidade do vento, uma mudança repentina na direção do vento representa outra ameaça potencial.▽ Um aumento repentino na velocidade do vento causou danos aos rastreadores em uma determinada área do Oriente Médio. Capítulo Quatro: Mudança repentina na direção do ventoPara reduzir a pressão do vento sobre os módulos e aumentar sua estabilidade estrutural, os sistemas tradicionais de rastreamento fotovoltaico geralmente adotam a estratégia de proteção de "acoplamento contra o vento", ou seja, posicionando os módulos na direção do vento.No entanto, a direção do vento não é fixa. Em certas condições meteorológicas extremas, como quando ocorre uma microexplosão, a direção do vento pode mudar repentinamente.Nesse momento, o rastreador precisa ajustar seu ângulo imediatamente para evitar danos causados ​​pelo vento que sopra pela parte traseira do componente.▽ Um motor rápido é adotado para reduzir o tempo de rotação do rastreador. A mudança repentina na direção do vento causada por uma microrajada é caracterizada por sua curta duração e alta velocidade. e consegue até mesmo realizar uma rotação de 180 graus em cinco minutos.Isso significa que o rastreador tem apenas cinco minutos para concluir o ajuste de ângulo. Muitos fabricantes de rastreadores reconheceram esse problema e adotaram motores mais rápidos para aumentar a velocidade de rotação dos rastreadores.▽ A direção do vento mudou 180 graus em cinco minutos Infelizmente, a maioria dos fabricantes de rastreadores adota uma estratégia de estacionamento com um ângulo amplo de 60° a favor do vento. No pior cenário, para virar de 60° leste para 60° oeste, o rastreador precisa girar 120°. Devido à rápida mudança na direção do vento, mesmo com o uso de um motor potente, o tempo restante para o rastreador é de apenas cinco minutos, o que dificulta alcançar a posição desejada antes da mudança na direção do vento. Por esse motivo, os fabricantes de rastreadores propuseram uma estratégia de parada por vento de "ângulo total", o que significa que, independentemente da mudança na direção do vento, o rastreador parará na posição de ângulo máximo mais próxima do ângulo de rastreamento atual. ▽ Muitos fabricantes de rastreadores tiveram que desistir de atracar contra o vento.Mudança para uma estratégia de estacionamento em "ângulo amplo sem direção do vento"A imagem acima: PVHA seguinte imagem: GameChange Este projeto rompe com o modo tradicional de "atracação a barlavento", pois, neste caso, o rastreador precisa suportar a velocidade máxima do vento na posição de ângulo máximo no lado de sotavento. Isso impõe exigências extremamente elevadas à confiabilidade estrutural de todo o rastreador e também representa um sério desafio à capacidade de suportar pressão dos componentes. ▽ A pressão de sustentação dos componentes geralmente é muito alta quando eles estão protegidos do vento. Capítulo Cinco: Despertar da IndústriaApós o desastre do tufão na Jordânia em 2018, houve um despertar significativo na indústria de rastreamento de fenômenos eólicos. Um grande volume de recursos financeiros e humanos foi investido na área da engenharia eólica. A importância da engenharia eólica se enraizou profundamente no imaginário popular. Muitos engenheiros de destaque dominaram certos conhecimentos em engenharia eólica e podem até mesmo rivalizar com renomados especialistas na área. Atualmente, os danos causados ​​por condições climáticas extremas em usinas fotovoltaicas voltaram a soar o alarme para a indústria de rastreadores solares. Um grande número de projetos enfrenta situações inéditas. A maioria das condições climáticas extremas não foi verificada e analisada na fase inicial do projeto. Portanto, podemos prever que, no futuro, a "ciência atmosférica" ​​se tornará uma consideração importante no projeto de rastreadores e certamente impulsionará o segundo despertar da indústria de rastreadores. ▽ A ciência atmosférica é um ramo das ciências da Terra Entretanto, muitas entidades terceiras também notaram os graves desafios que as condições climáticas extremas representam para os suportes fotovoltaicos. Por exemplo, instituições como a VDE e a RETC, que têm se destacado na área de pesquisa sobre resistência a granizo. Tomemos como exemplo a organização independente sem fins lucrativos RMI, nos Estados Unidos. A organização publicou e divulgou três relatórios de análise sobre o impacto de condições climáticas extremas em suportes fotovoltaicos. Os relatórios são detalhados e altamente profissionais, fornecendo importantes referências para o setor. Além da assistência de instituições terceirizadas, os próprios fabricantes de rastreadores também estão explorando ativamente métodos para obter dados meteorológicos reais. Comparando e analisando os resultados com testes em túnel de vento, eles visam otimizar o projeto dos rastreadores e aprimorar sua capacidade de lidar com condições climáticas extremas.▽ Campus Flatirons do NRELA base de testes ao ar livre para parques eólicos da NX e da ATI ▽ O Projeto de Microrrede Integrada de Puertollano na EspanhaBase de testes para parques eólicos externos da Arctech A indústria de rastreadores fotovoltaicos enfrentou dificuldades e desafios ao longo do caminho. Fenômenos climáticos extremos são de fato assustadores, mas não insuperáveis. No entanto, quando nos encontramos numa encruzilhada de transformação da indústria, uma crise ainda maior emerge silenciosamente. ➡️Aguardamos sua visita ao nosso site e a oportunidade de discutir mais detalhes técnicos sobre energia solar com você: https://www.esolarfirst.com