Надёжность продукции «TRAXLE»

Для повторителей используются хорошо засвидетельствовавшие себя силиконовые солнечные панели и бесколлекторные двигатели с постоянным магнитом (таким образом не используются экзотические технологии или опасные вещества такие, как фреоны).

Бесколлекторный двигатель с малым количеством оборотов (500 обор./мин.) для использования в тяжёлых условиях полностью защищён от перегрузок. Во время испытаний на ускорение силовая установка произвела 10000 последовательных циклов, что составляет 30 лет эксплуатации. На компонентах силовой установки можно обнаружить лишь незначительный износ. Установленная жизнеспособность щёток мотора составляет 2000 часов при 5000 об./мин, т. е. 600 миллионов оборотов, при том что мотор осуществит только 6 миллионов оборотов в течение 30 лет. Ненадёжные и дорогие компоненты такие, как батареи и электроника приводов были полностью исключены. Это значительно повысило надёжность.

Почти постоянные углы падения солнечного света во время рабочего цикла (по сравнению со стационарными комплексами) часто позволяют использовать системы повторения без электроники «Maximum Power Point Tracker» (MPPT), поскольку варианты рабочей точки повторяющей гелиосистемы по сравнению с оптимальными величинами очень малы.

Энергия, производимая системами повторителей, намного больше соответствует диаграмме ежедневной нагрузки, чем у стационарных комплексов. Система повторителей также генерирует электричество рано утром и с наступлением вечера, когда стационарные системы дают только несущественную мощность. Это позволяет использовать большее количество применений без батареи. Но если батареи применены, их ёмкость может быть меньше. Поскольку эффективность обыкновенной свинцовой батареи с кислотой составляет <80%, то эффективность системы с ограниченным использованием батарей выше, чем у системы, в которой необходимо существенное количество энергии сохранять.

Поэтому использование повторяющих гелиосистем позволяет осуществлять далеко более частое прямое подсоединение к электроприборам без дорогих и ненадёжных батарей и MPPT.

Батареи вместе с MPPT являются наименее надёжными компонентами фотогальванических систем. Поэтому повторяющие фотогальванические системы без батарей и MPPT надёжнее и дешевле, чем стационарные фотогальванические системы.

Нагрузка от ветра

Чтобы с успехом вытеснить стационарные системы, системы повторителей Солнца, которые в настоящее время используются гораздо чаще чем когда-либо до этого, должны в настоящее время работать как минимум 20 лет с минимальным уходом. Оборудование, которое монтируется под открытым воздухом, должно соответствовать международным параметрам безопасности, включая стойкость против ветра. Это выразительно повышает требования к надёжности. Ветер со скоростью v в воздухе с плотностью  , воздействующий наклонно на прямоугольную поверхность S, вызывает силу F в соответствии с формулой:

 F = cx S r v2/2 .

cx это коэффициент сопротивления воздуха для прямоугольной поверхности S, которая ориентирована наклонно к потоку воздуха. Величина cx приблизительно равна cx = 1,2 для обычного прямоугольного фотогальванического комплекса.

Формула ясно показывает, что для проекта фотогальванического комплекса должна быть тщательно измерена скорость на данном месте, потому что аэродинамические силы, воздействующие на фотогальванический комплекс, пропорциональны квадрату скорости ветра. При скорости v = 160 км.ч-1 аэродинамическая сила почти удваивается по сравнению с аэродинамической силой при скорости ветра v = 120 км.ч-1. При скорости v = 160 км.ч-1 такая же аэродинамическая сила, воздействующая на фотогальванический комплекс, на порядок выше гравитационной силы, воздействующей на типичный гелиокомплекс.

Тем не менее поток воздуха никогда не воздействует на фотогальванический комплекс наклонно, а на результат действуют другие силы, такие как аэродинамическая сила влечения. Необходимо также принимать во внимание побочные явления. Поэтому теоретические расчёты сложны и неточны. Намного более эффективно проведение тестов в аэродинамическом тоннеле и в реальной среде.

Международная норма ENV 1991-2-4 «Основы проектирования и нагрузок на конструкцию, часть 2-4. Нагрузка на конструкции, возникшая от ветра» определяет сопротивление конструкций против ветра. Вся Европа никогда не находится под воздействием ветра сильнее v = 160 км.ч-1 над поверхностью земли. Поэтому оборудование тестировали в аэродинамическом тоннеле при этой скорости воздуха.

Силы, воздействующие на гелиокомплекс, до сих пор либо расчитывали чисто теоретически, либо оборудование подвергалось статичному или динамичному тестированию посредством симулированной нагрузки. До сих пор в литературе мы не нашли ни одного упоминания о тестировании солнечных панелей, установленных на подставке в аэродинамическом тоннеле.

Испытания на нагрузку от ветра проводились в июне 1998 года в большом аэродинамическом тоннеле диаметром 3 метра, который установлен в Испытательном центре авиационных исследований в Праге. Это учреждение обладает разрешением на осуществление аэродинамических испытаний.

Подставка «TRAXLE» для двух повторяющих фотогальванических панелей в 55 Вт защищена от ветра с помощью автоматической блокировки коробки передач при максимальном моменте вращения M = 500 Н.м и сконструирована так, чтобы выдержать ветер со скоростью выше v = 160 км.ч-1,. Вся гелиосистема была постепенно размещена в следующих четырёх положениях по отношению к направлению ветра: наклонно против ветра, наклонно по ветру, наклонно в стороне и под углом 45° сзади. В каждом положении скорость ветра постепенно повышалась до скорости v = 160км.ч-1, a далее ветер воздействовал в течение времени t = 3 мин.

Во время выше описанных тестов всё устройство целиком было очень стабильным и показывало минимальные вибрации. Поток воздуха около гелиосистем был также очень спокойным. Система оставалась стабильной, хотя на короткое время мы повысили скорость ветра на v = 180 км.ч-1. Испытания солнечный повторитель ни в коем случае не повредили, здесь мы исходим из факта, что после проведения тестов он функционировал надлежащим образом.

В начальной стадии мы были не способны провести испытания с порывистым ветром, тем не менее в скором времени планируется проведение тестов «TRAXLE» в аэродинамическом тоннеле с симуляцией порывистого ветра, где мы достигнем итоговой силы, воздействующей на фотогальванический комплекс, близкой силе, воздействующей при ветряных бурях. Одновременно будут проводиться испытания на уменьшенных моделях крупнейших установок «TRAXLE», содержащих до 52 штук фотогальванических панелей в 55 Вт.

В декабре 1998 года была установлена 1 кВт повторяющая система «TRAXLE» в испытательном центре ITER (Тенерифе, Канарские острова) недалеко от фермы, где очень часты сильные порывистые ветры. Как раз сейчас проходит годичное тестирование этого оборудования. Повторяющая гелиосистема в Тенерифе показана в фотогалерее

Солнечные повторители необходимо проектировать, учитывая в большей степени нагрузку от ветра, чем у стационарных систем. У пассивных (фреоновых) повторителей обычно нет собственной автоматической защиты от порывистого ветра. Силовые единицы активных повторителей часто защищены автоматической блокировкой коробки передач, тем не менее и у этих коробок передач всегда происходят обратные реакции и холостой ход.

Неудачный дизайн автоматической блокировки коробки передач может привести к её повреждению под влиянием вибраций, вызванных шквалистым ветром. Наши практические опыты показывают, что коробки передач гелиоповторителей должны проектироваться для данной максимальной скорости ветра хотя бы с фактором безопасности 3.

Солнечный повторитель «TRAXLETM» выдержал с определённым резервом силы, которые вызвал стабильный ветер со скоростью v = 160 км.ч-1. Поэтому была выполнена международная норма ENV 1991-2-4 «Основы проектирования и нагрузок на конструкцию, часть 2-4. Нагрузка на конструкции, возникшая от ветра». Также были выполнены критерии по безопасности монтажа под открытым воздухом.

При проектировании фотогальванических комплексов, как стационарных, а в особенности повторяющих, последовательно рекомендуется тщательно измерить скорость ветра на месте установки, поскольку скорость ветра представляет собой наибольшую силу, которая воздействует на фотогальванические комплексы.

Наша технология, запатентованная во всём мире, почти удвоит
Ваше PV [кВт/час] производство энергии

ДРУГИЕ НАШИ ВЕБ-СТРАНИЦЫ
seo | webdesign | webhosting
eSolutions company s.r.o.