Nowy algorytm ochroni moduły PV przed gradobiciem

Na bazie zgromadzonych danych hiszpański dostawca trackerów do montażu paneli fotowoltaicznych opracował oprogramowanie, które pomaga zapobiegać uszkodzeniom modułów w wyniku uderzenia gradem.

Jak czytamy na stronie hiszpańskiej firmy Soltec, straty spowodowane gradobiciem wyniosły w 2021 r. w Stanach Zjednoczonych nawet 1 mln dolarów (straty sumaryczne, nieukierunkowane jedynie na rynek PV). Mimo że dzisiaj moduły katalogowo w większości przypadków są odporne na grad o średnicy około 25 mm spadający z prędkością 23 m/s, zdarzają się rejony, w których gradzina ma znacznie większą średnicę, co podwyższa ryzyko uszkodzenia modułów.

Najbardziej narażone są moduły fotowoltaiczne zainstalowane na dachu pod stałym kątem, bez możliwości regulacji. Jak tłumaczy Soltec, stosowanie konstrukcji nadążnych (tzw. trackerów) może zmniejszyć ryzyko uszkodzenia modułów w wyniku opadu gradu. Oczywiście najczęściej mowa tu o większych, naziemnych elektrowniach PV (w przypadku instalacji na dachach domów rzadkością są systemy nadążne).

REKLAMA

Elastyczność

Hiszpańska firma przeprowadziła szereg testów mających sprawdzić, jak zmiana kąta nachylenia wpływa na ochronę modułów fotowoltaicznych przed gradobiciem. W wyniku analiz ustalono, że wbrew być może powszechnym założeniom skierowanie modułów pod kątem 0 st. (prostopadle do powierzchni gruntu) nie jest najlepszym rozwiązaniem. A to dlatego, że na kulę gradową poruszającą się w kierunku „pionowym” oprócz pionowego wektora prędkości działają również poziome wektory wzbudzane wiatrem, który towarzyszy opadowi.

Między innymi dzięki tej obserwacji Soltec doszedł do wniosku, że najkorzystniejszą pozycją modułu pod kątem uniknięcia skutków gradu nie jest pozycja całkowicie pionowa, ale pozycja z pewnym kątem nachylenia w stosunku do płaszczyzny pionowej (zależnie od warunków zewnętrznych).

Predykcja

Wykorzystanie trackerów zdecydowanie może wspomóc ochronę modułów. Soltec jednak opracował algorytm, który we współpracy z systemem nadążnym może dodatkowo zmniejszyć ryzyko uszkodzenia modułów gradem.

REKLAMA

Oprogramowanie nie bazuje jedynie na prognozach pogody, lecz również na danych z czujników zainstalowanych w miejscu elektrowni PV, które mierzą m.in. prędkość i kierunek wiatru. Komplet zebranych danych (tych pogodowych, jak i tych pozyskanych on-site) jest następnie analizowany przez algorytm. W efekcie oblicza on optymalny kąt nachylenia, pod którym powinny zostać ustawione moduły, aby zminimalizować ryzyko uszkodzeń w wyniku uderzeń gradowych kul.

Szybkość działania

Hiszpański producent trackerów zwraca również uwagę na to, że zazwyczaj ekstremalne zjawiska pogodowe nie trwają długo, lecz mogą wystąpić nagle. W związku z tym oprócz zaawansowanego algorytmu, który szybko wyśle komendę zmiany kąta nachylenia, potrzeba, aby sprzęt odpowiedzialny za jego regulację działał szybko. W tym miejscu Soltec podkreśla, że jego trackery mają możliwość zmiany kąta z prędkością 20 st./min, co ma być wystarczająco dobrym czasem, aby uniknąć poważnych uszkodzeń.

Nie wiemy na ten moment, jak wygląda kompatybilność algorytmu Soltec z systemami nadążnymi innych producentów.