Τα ηλιακά πάνελ πρέπει να επιβιώσουν στη φύση γι’ αυτό χρειάζεται οι εγκαταστάσεις τους να ενισχυθούν ώστε να έχουν ανθεκτικότητα - Το Ινστιτούτο Βραχωδών Ορέων εξέτασε 3 έργα και αναλύει τις συνέπειες έντονων καιρικών φαινομένων σε εγκαταστάσεις νέων μορφών ενέργειας
Τα ηλιακά πάνελ πρέπει να επιβιώνουν στα στοιχεία της φύσης και στα έντονα καιρικά φαινόμενα.
Είτε η απειλή είναι χαλάζι, καταιγίδες ή ένας σπάνιος τυφώνας-ανεμοστρόβιλος στη Φλόριντα, η ηλιακή ενέργεια υπάρχει στη φύση και οι εγκαταστάσεις πρέπει να ενισχυθούν για να επιβιώσουν στη φύση.
Στις ισχυρότερες ζώνες τυφώνων, αυτό σημαίνει αντοχή σε ανέμους 180 μιλίων την ώρα.
Το Ινστιτούτο Βραχωδών Ορέων (RMI) δημοσίευσε την «Ηλιακή Ενέργεια υπό Καταιγίδα III», αναλύοντας τις επιπτώσεις των τυφώνων στα ηλιακά πάρκα στην Καραϊβική μετά τον τυφώνα Beryl και προσδιορίζοντας τους βασικούς τρόπους αστοχίας και τα μέτρα μετριασμού του κινδύνου.
Βασιζόμενο στην πρώτη του έκδοση, για να αναλύσει τους τρόπους αστοχίας σε ηλιακά πάρκα μετά τον τυφώνα Beryl (η πρώτη καταιγίδα κατηγορίας 5 που έχει καταγραφεί) που έπληξε τη Γρενάδα, τον Άγιο Βικέντιο και τις Γρεναδίνες τον Ιούλιο του 2024.
Η ομάδα εξέτασε 3 έργα στις Γρεναδίνες: ένα που κατασκευάστηκε σύμφωνα με τις βέλτιστες πρακτικές και δύο που δεν ήταν.
Συνήθη σφάλματα και στοιχεία σύνδεσης με την επιβίωση
Στο υψηλότερο επίπεδο, η ομάδα εντόπισε 9 επαναλαμβανόμενα ρήγματα σε πολλαπλούς τυφώνες και έργα, μαζί με 6 χαρακτηριστικά που συνδέονται με την επιβίωση.
Συνήθη σφάλματα:
1) Αποτυχία άνω μέρους ή σφιγκτήρα T των μονάδων
2) Μικρότερου μεγέθους ράφια ή ράφια που δεν έχουν σχεδιαστεί για φορτίο ανέμου
3) Έλλειψη πλευρικής στήριξης ραφιών (ανεπαρκής σχεδιασμός πλευρικού φορτίου)
4) Μικρότερου μεγέθους μπουλόνια
5) Μπουλόνια με χαμηλή ροπή στρέψης
6) Έλλειψη συνδέσεων ανθεκτικών σε κραδασμούς
7) Πίεση σχεδιασμού φωτοβολταϊκών μονάδων πολύ χαμηλή για το περιβάλλον
8) Αποτυχία κόπωσης χαμηλού κύκλου στο πλαίσιο φωτοβολταϊκών μονάδων
9) Χρήση βιδών αυτοκοχλιούμενου κοχλία αντί για βίδες που περνούν
Επιζώντα χαρακτηριστικά:
1) Διπλοί στύλοι
2) Βίδες που περνούν από μέσα ηλιακών μονάδων (χωρίς σφιγκτήρες άνω μέρους ή T)
3) Πλευρικές στηρίξεις ραφιών
4) Δομικοί υπολογισμοί στο αρχείο
5) Μηχανικός ιδιοκτήτη με πρόγραμμα QA/QC
6) Βιδωτές συνδέσεις ανθεκτικές σε κραδασμούς, όπως παξιμάδια Nyloc
Το RMI περιγράφει 10 προδιαγραφές για την αντιμετώπιση της έκθεσης στον άνεμο και το περιβάλλον (αλάτι), συμπεριλαμβανομένων ηλιακών μονάδων με ανύψωση 4.000 Pa, στιβαρής μηχανικής, σχεδιασμού σταθερής κλίσης (χωρίς ιχνηλάτες) και αντοχής στη διάβρωση 25 ετών.
Αυτά τα μέτρα αποσκοπούν στην αντιμετώπιση των προαναφερθέντων 9 πιο συνηθισμένων βλαβών που εντοπίστηκαν σε ηλιακά έργα που έχουν υποστεί ζημιές από τυφώνες.
Η έκθεση κατηγοριοποιεί τις παρατηρούμενες ζημιές χρησιμοποιώντας μια Ανάλυση Τρόπων Βλάβης και Επιπτώσεων (FMEA), ομαδοποιώντας τα ζητήματα σε έξι τομείς, οι οποίοι περιλαμβάνουν το πλαίσιο και το laminate των μονάδων, τον εξοπλισμό ισορροπίας συστήματος όπως οι μετατροπείς, και τέσσερις κατηγορίες που σχετίζονται με τα ράφια: συνδέσεις μονάδας-ραφιού, δομικά στοιχεία ραφιών, δομικές συνδέσεις ραφιών και θεμέλια ραφιών.
Σύνδεση μονάδας-ραφιού: Το πιο συνηθισμένο σημείο βλάβης
Το πιο συνηθισμένο σημείο βλάβης είναι η σύνδεση μονάδας-ραφιού. Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να αποτύχει αυτή η σύνδεση, με τόσο το πλαίσιο της ηλιακής μονάδας όσο και το υλικό ραφιών να παίζουν κρίσιμο ρόλο.
Με την πάροδο του χρόνου, η επαναλαμβανόμενη έκθεση σε καταιγίδες και ο αέρας που είναι φορτωμένος με αλάτι μπορούν να αποδυναμώσουν το ίδιο το πλαίσιο, καθιστώντας το πιο ευάλωτο σε βλάβη ακόμη και όταν το υλικό ραφιών παραμένει άθικτο.
Οι συνδέσεις μονάδας-ραφιού είναι ιδιαίτερα κρίσιμες επειδή η βλάβη (ακόμη και μιας μόνο σύνδεσης) αυξάνει την επιφάνεια των παρακείμενων μονάδων που είναι εκτεθειμένες στον άνεμο, κάτι που μπορεί γρήγορα να προκαλέσει μια καταρρακτώδη βλάβη σε όλη τη συστοιχία.
Ποσοστά ζημιών σε 3 περιοχές
Το παράρτημα της έκθεσης σημειώνει ότι στην τοποθεσία Carriacou, μόνο το 35% των μονάδων δεν υπέστησαν ζημιές.
Το RMI αποδίδει περισσότερο από το 50% των ζημιών σε αστοχίες κοινόχρηστων κλιπ από πάνω προς τα κάτω μεταξύ πολλαπλών μονάδων.
Ένα άλλο 30% συνδέθηκε με τη χρήση ενός συστήματος διπλής κλίσης ανατολής-δύσης, το οποίο επέτρεπε στον άνεμο από τη μία πλευρά να εισχωρήσει κάτω από τις μονάδες της άλλης.
Η εγκατάσταση στο Γιούνιον Άιλαντ τα πήγε λίγο καλύτερα, με μόνο το 40% των πάνελ να μην έχουν υποστεί ζημιά.
Εδώ, οι αστοχίες των κλιπ από πάνω προς τα κάτω αντιπροσώπευαν περίπου το 30% των ζημιών, ενώ οι δονήσεις και η ανεπαρκώς κατασκευασμένη κατασκευή συνέβαλαν στις υπόλοιπες.
Η εγκατάσταση στο Mayreau Island είδε σχεδόν το 70% των μονάδων της να έχουν υποστεί ζημιές, κυρίως λόγω της αστοχίας λεπτότερων, κοντύτερων πλαισίων αλουμινίου, ενός τύπου συνηθισμένου σε πολλές αγορές αλλά μη βιώσιμου για μακροχρόνια χρήση στην Καραϊβική.
Αυτή ήταν η πρώτη φορά που το RMI παρατήρησε αυτόν τον συγκεκριμένο τρόπο αστοχίας που συμβαίνει με τέτοιες νέες ηλιακές μονάδες. Η ομάδα κατάφερε να τον απομονώσει χάρη στις γενικά ισχυρές πρακτικές κατασκευής σε άλλα σημεία του χώρου.
Το υπόλοιπο έργο Mayreau είχε καλή απόδοση, διαθέτοντας τοποθέτηση μονάδων με βίδες διαμπερούς στήριξης με ανθεκτικό στους κραδασμούς υλικό, σχεδιασμό θεμελίωσης διπλού στύλου χαμηλής κλίσης και καλά εκτελεσμένη ηλεκτρική ισορροπία του συστήματος.
www.worldenergynews.gr
