Logo Poulek Solar

Spolehlivost výrobků TRAXLE

Ve sledovačích se používají dobře osvědčené silikonové solární panely a stejnosměrné motory s permanentním magnetem (neužívají se tedy žádné exotické technologie ani nebezpečné látky jako jsou freony).

Nízkoobrátkový (500 ot./min) stejnosměrný motor pro ztížené podmínky je kompletně chráněn proti přetížení. Během akceleračních testů provedla pohonná jednotka 10000 sledovacích cyklů, což představuje 30 provozních let. Na komponentách pohonné jednotky lze pozorovat pouze zanedbatelné opotřebení. Stanovená životnost kartáčů motoru je 2000 hodin při 5000 ot./min, tj. 600 miliónů otáček, zatímco motor provede pouze 6 milionů otáček v průběhu 30 let. Nespolehlivé a nákladné komponenty, jako jsou baterie a pohonná elektronika byly zcela eliminovány. Toto značně zvýšilo spolehlivost.

Téměř konstantní úhly dopadu slunečního záření v průběhu pracovního cyklu (ve srovnání s pevnými soustavami) často umožňují používat sledovací soustavy bez elektroniky Maximum Power Point Tracker (MPPT), protože variace pracovního bodu sledovací solární soustavy od optimálních hodnot jsou velmi malé.

Energie vyráběná sledovacími soustavami mnohem více odpovídá dennímu zátěžovému diagramu, než je tomu u pevných soustav. Sledovací systém generuje elektřinu také časně ráno a pozdě odpoledne, kdy pevné soustavy dávají pouze zanedbatelný výkon. To umožňuje více aplikací bez baterií. Pokud jsou však baterie použity, jejich kapacita může být menší. Jelikož účinnost běžné olověné baterie s kyselinou je <80%, je účinnost systému s omezeným využitím baterií vyšší, než u systému, kde se musí podstatné množství energie ukládat.

Použití sledovacích solárních systémů proto umožňuje daleko častější přímé napojení na spotřebiče bez nákladných a nespolehlivých baterií i MPPT.

Baterie, společně s MPPT, jsou nejméně spolehlivé komponenty fotovoltaických systémů. Proto jsou sledovací fotovoltaické systémy bez baterií a MPPT spolehlivější a levnější, než pevné fotovoltaické systémy.

Zátěž větru

Solární sledovací systémy, které se nyní užívají daleko častěji než kdykoliv předtím, musí nyní pracovat minimálně 20 let s minimální údržbou, pokud mají úspěšně vytlačit pevné systémy. Zařízení, které se montuje venku, musí splňovat mezinárodní parametry bezpečnosti, včetně odolnosti proti větru. To silně zvyšuje požadavky na spolehlivost. Vítr o rychlosti v ve vzduchu hustoty r působící kolmo na obdélníkovou plochu S, vyvolává sílu F danou vzorcem

 F = cx S r v2/2 .

cx je koeficient odporu vzduch pro obdélníkovou plochu S, která je orientována kolmo na proud vzduchu. Hodnota cx je přibližně cx = 1,2 pro běžnou obdélníkovou fotovoltaickou soustavu.

Vzorec jasně ukazuje, že pro návrh fotovoltaické soustavy musí být pečlivě změřena místní rychlost větru, protože aerodynamické síly působící na fotovoltaickou soustavu jsou úměrné druhé mocnině rychlosti větru. Při rychlosti v = 160 km.h-1 je aerodynamická síla téměř dvojnásobná ve srovnání s aerodynamickou silou při rychlosti větru v = 120 km.h-1. Při rychlosti v = 160 km.h-1 je též aerodynamická síla působící na fotovoltaickou soustavu o řád vyšší, než gravitační síla působící na typickou solární soustavu.

Tok vzduchu nicméně nikdy nepůsobí na fotovoltaickou soustavu kolmo a výslednou sílu ovlivňují další síly, jako je aerodynamická unášecí síla. Musí být také uvažovány okrajové jevy. Proto jsou teoretické výpočty obtížné a nepřesné. Mnohem účinnější je provést testy v aerodynamickém tunelu a v reálném prostředí.

Mezinárodní norma ENV 1991-2-4 „Základ návrhů a zátěží konstrukcí, část 2-4 Zátěže konstrukcí větrem“ stanovuje odpor konstrukcí proti větru. Celá oblast Evropy není nikdy vystavena větru s vyšší rychlostí než v = 160 km.h-1 při zemi. Proto bylo zařízení testováno v aerodynamickém tunelu při této rychlosti vzduchu.

Síly působící na solární soustavu byly do této chvíle buď počítány teoreticky, nebo bylo zařízení podrobeno statickému či dynamickému testování simulovanou zátěží. Dosud jsme v literatuře nenašli žádnou zmínku o testování namontovaných solárních panelů na podstavci v aerodynamickém tunelu.

Testy zátěže větrem byly provedeny v červnu 1998 ve velkém aerodynamickém tunelu s průměrem 3 metry, který je instalován v Testovacím středisku leteckého výzkumu v Praze. Tato instituce má autorizaci provádět aerodynamické testy.

Podstavec TRAXLE na dva sledovací 55W fotovoltaické panely má ochranu proti větru pomocí automatického uzamčení převodovky při maximálním točivém momentu M = 500 N.m a je navržen tak, že vydrží ve větru o rychlosti vyšší než v = 160km.h-1. Celý solární systém byl postupně umístěn do následujících čtyř poloh vzhledem ke směru větru: kolmo proti větru, kolmo po větru, kolmo ze strany a pod úhlem 45° zezadu. V každé poloze se rychlost větru pomalu zvyšovala na rychlost v = 160km.h-1, a pak se nechal vítr působit po dobu t = 3 min.

V průběhu výše popsaných testů bylo celé zařízení velmi stabilní a vykazovalo minimální vibrace. Tok vzduchu v okolí solárních systémů byl také velmi klidný. Systémy zůstaly stabilní, i když jsme krátkodobě zvýšili rychlost větru na v = 180 km.h-1 Testy žádným způsobem solární sledovač neponičily, což usuzujeme ze skutečnosti, že po provedených testech řádně fungoval.

V počátečním stadiu jsme nebyli schopni provést testy s nárazovým větrem, plánujeme nicméně brzo provést testy TRAXLE v aerodynamickém tunelu se simulovaným nárazovým větrem, kde docílíme výsledné síly působící na fotovoltaickou soustavu blízkou síle působící při větrných bouřích. Budou rovněž provedeny testy na zmenšených modelech největších TRAXLE zařízení, nesoucích až 52 kusů 55W fotovoltaických panelů.

V prosinci 1998 byl instalován 1kW sledovací TRAXLE systém v testovacím středisku ITER (Tenerife, Kanárské ostrovy) v blízkosti farmy, kde jsou velmi časté silné nárazové větry. Právě probíhá jednoroční testování tohoto zařízení. Sledovací solární systém na Tenerife je ukázán ve fotogalerii.

Solární sledovače musí být navrhovány s větším ohledem na zátěž větrem, než pevné systémy. U pasivních (freonových) sledovačů obvykle není automatická vlastní ochrana proti nárazovému větru. Pohonné jednotky aktivních sledovačů jsou často chráněny automatickým uzamčením převodovky, nicméně i u těchto převodovek vždy dochází k určitým zpětným rázům a mrtvému chodu.

Špatný design automatického uzamykání převodovky může vést k jejímu poškození vlivem vibrací způsobených nárazovým větrem. Naše praktické pokusy ukazují, že převodovky solárních sledovačů by měly být navrhovány pro danou maximální rychlost větru s bezpečnostním faktorem alespoň 3.

Solární sledovač TRAXLETM vydržel s určitou rezervou síly, které jsou způsobeny stabilním větrem o rychlosti v = 160 km.h-1 . Splnil proto mezinárodní normu ENV 1991-2-4 „Základy návrhů a zátěží konstrukcí, část 2-4 Zátěže konstrukcí větrem“. Splnil také bezpečnostní kritéria pro montáž ve venkovním prostředí.

Při navrhování fotovoltaických soustav, jak stacionárních, tak zvláště sledovacích, se důsledně doporučuje pečlivě změřit na místě rychlosti větru, protože síla větru představuje největší sílu, která působí na fotovoltaické soustavy.

Naše celosvětově patentované technologie téměř zdvojnásobí Vaši energetickou PV [kWh] produkci

DALŠÍ NAŠE WWW STRÁNKY
seo | webdesign | webhosting
eSolutions company s.r.o.