Estudo de ventos extremos - Central eléctrica solar

As centrais fotovoltaicas são constituídas por um grande número de painéis fotovoltaicos (PV) ligados em série e em paralelo para produzir eletricidade. Podem ser instalados numa grande variedade de locais, incluindo parques de estacionamento, planícies e no mar. Têm de enfrentar todos os tipos de mau tempo, incluindo chuva, tempestades, temperaturas extremas e, sobretudo, rajadas de vento. Este vento depende da localização da central eléctrica: será mais forte no mar, por exemplo.

A EOLIOS pode ajudá-lo a dimensionar as suas instalações de centrais fotovoltaicas, estudando os riscos de queda dos painéis fotovoltaicos devido a fortes rajadas de vento.

Os painéis solares utilizados nas centrais eléctricas são feitos de silício e podem ser monocristalinos ou policristalinos. A sua duração de vida é de cerca de 20 anos. Para captar a maior quantidade possível de radiação solar, alguns painéis solares estão equipados com rastreadores para que possam alterar a sua inclinação de acordo com a posição do sol durante o dia. Esta tecnologia torna-os mais sensíveis a perturbações do que um painel fixo. Isto aumenta o risco de os módulos serem arrancados pelo vento, razão pela qual são instalados sistemas de amortecimento para proteger os módulos fotovoltaicos.

Além disso, estes são suportados por longarinas que podem ser fixadas de várias formas, por exemplo, a um motor no caso do painel com rastreador. Toda esta estrutura pode ser deformada por rajadas de vento, que exercem uma força heterogénea e, por conseguinte, um binário no painel fotovoltaico.

Análise de ventos e rajadas

EOLIOS estuda aação do vento sobre os edifíciosou os efeitos do vento nas cidades graças à simulação CFDmas também o podemos ajudar a analisar os efeitos do vento e das rajadas na sua central solar. O vento pode danificar seriamente os painéis fotovoltaicos instalados no exterior. Exerce pressão sobre a superfície dos painéis. Se a força aplicada aos painéis for demasiado elevada, existe o risco de estes se rasgarem, desprenderem e, consequentemente, se deteriorarem.
Por isso, é importante proteger as centrais fotovoltaicas contra o vento e as rajadas de vento, que são excessos significativos da velocidade do vento. O dimensionamento desta central e a sua proteção constituem, portanto, um desafio importante para a indústria solar.

Para dimensionar os sistemas com a maior precisão possível, os estudos são efectuados no pior cenário, ou seja, com os ventos mais desfavoráveis mas também mais frequentes. As análises das rosas dos v entos em vários períodos próximos do projeto em estudo fornecem informações sobre os ventos predominantes no local. As velocidades do ar mais desfavoráveis, ou seja, as mais elevadas medidas ao longo do ano, com base em dados meteorológicos, são utilizadas como parâmetros de entrada para o estudo.

Recorremos aoAnexo Nacional NF EN 1991-1-4(Eurocódigo 1) para simular e calcular as pressões do vento na estrutura, com uma velocidade do vento de referência correspondente a uma probabilidade anual de excedência igual a 0,02 (evento com um período de retorno igual a 50 anos, ou seja, W50).

Simulação de vento para uma central fotovoltaica

A simulação CFD baseia-se num modelo CFD 3D preciso e detalhado do projeto. Inclui a modelação exacta dos módulos da central fotovoltaica, bem como doambiente imediato do local a uma distância de 500 m. A topografia também é tida em conta. Uma malha deste modelo é gerada e refinada nos pontos apropriados.

São efectuadas simulações CFD para visualizar os movimentos do ar sobre e à volta dos módulos fotovoltaicos. São estudados vários cenários com diferentes ventos e diferentes inclinações dos painéis, de modo a determinar as potenciais soluções técnicas contra o arrancamento dos painéis para um vento horizontal ao solo, resultando em binários mais elevados quando o painel está mais inclinado.
Utilizando CFD, é assim possível calcular os binários e as forças, e determinar se estes excedem os valores limite para os painéis fotovoltaicos.

A EOLIOS pode ajudá-lo a calcular as dimensões do vento das centrais solares e dos seus projectos de energias renováveis.

A EOLIOS está em condições de realizar estudos CFD completos do local do projeto. Estes estudos podem ser efectuados em grande escala, em grandes centrais fotovoltaicas, com um elevado grau de precisão.