numero Sfoglia:0 Autore:Editor del sito Pubblica Time: 2024-12-18 Origine:motorizzato
L’energia solare sta rapidamente diventando una componente chiave della transizione energetica globale. Tuttavia, le prestazioni e la durata dei sistemi ad energia solare, in particolare dei loro sistemi di montaggio, dipendono fortemente dalle condizioni ambientali in cui sono installati. I climi estremi, che coinvolgano forti venti, caldo intenso, forti nevicate o aria carica di sale, possono avere un impatto significativo sull’integrità e sull’efficienza dei sistemi di montaggio solare. Questo articolo esamina le prestazioni dei sistemi di montaggio solare in climi estremi, attingendo a casi di studio e dati professionali per fornire approfondimenti sulle sfide e sulle soluzioni per mantenere la produzione di energia a lungo termine in tali condizioni.
Il problema:
Le alte temperature, in particolare nelle regioni desertiche e nelle aree con intensa luce solare, possono rappresentare una sfida significativa per la durabilità dei sistemi di montaggio solare. L'esposizione prolungata al calore estremo può portare al degrado dei materiali, come la deformazione o l'indebolimento dei telai di montaggio, e può anche causare il disallineamento del pannello o una maggiore usura dei componenti di montaggio.
Esempio nel mondo reale:
Nel 2021, una centrale solare nel deserto dell’Arizona ha subito un significativo spostamento e disallineamento dei pannelli a causa dell’espansione termica. Il sistema di montaggio, che non è stato progettato per sopportare il calore intenso, ha visto alcuni dei suoi componenti in alluminio espandersi oltre la loro tolleranza strutturale. Di conseguenza, la produzione di energia del sistema è diminuita del 7% in un anno.
Dati e soluzione:
Resistenza alla temperatura: I sistemi di montaggio in condizioni di caldo estremo devono essere costruiti con materiali in grado di resistere alle alte temperature senza compromettere la loro integrità strutturale. Per questi ambienti si consigliano materiali resistenti alla corrosione come alluminio anodizzato e acciaio zincato.
Caso di studio: La Desert Sunlight Solar Farm, situata nel deserto del Mojave in California, utilizza un robusto sistema di montaggio realizzato in leghe di alluminio e acciaio, progettate per resistere al duro ambiente desertico. Il sistema è rimasto stabile con una manutenzione minima nel corso degli anni, grazie alla corretta selezione dei materiali e ai test di tolleranza termica.
Soluzione:
Utilizzare materiali come l'acciaio inossidabile e l'alluminio di alta qualità che hanno una maggiore resistenza all'espansione dovuta al calore.
Manutenzione regolare e ispezioni periodiche per garantire l'assenza di spostamenti o degrado dei componenti del sistema.
Il problema:
Nei climi più freddi, l’accumulo di neve e ghiaccio rappresenta una sfida unica per i sistemi di montaggio solare. Un carico di neve eccessivo può sollecitare la struttura di montaggio, portando potenzialmente al guasto del sistema. Inoltre, il peso della neve accumulata può impedire alla luce solare di raggiungere i pannelli, riducendo la produzione di energia.
Esempio nel mondo reale:
Nel 2018, un grande impianto solare in Canada ha dovuto affrontare problemi quando una forte tempesta di neve ha portato al crollo di diverse strutture di montaggio. Il sistema di montaggio non è stato progettato per gestire il significativo carico di neve. Di conseguenza, i pannelli sono stati spostati e l’azienda agricola ha subito una perdita di produzione di energia per diverse settimane.
Dati e soluzione:
Calcoli del carico di neve: Uno studio del National Renewable Energy Laboratory (NREL) suggerisce che il carico di neve per un sistema solare dovrebbe essere calcolato attentamente in base alle condizioni climatiche locali. I sistemi installati in aree soggette a neve dovrebbero essere progettati per supportare fino al 30% di peso in più rispetto ai sistemi standard.
Caso di studio: Il pannello solare da 1,8 MW installato sul tetto dell'edificio di ricerca dell'Università di Alberta incorpora un sistema di montaggio progettato per resistere a carichi di neve fino a 1,2 kN/m². Il sistema ha funzionato bene, anche in condizioni invernali estreme.
Soluzione:
Installare paraneve o riscaldatori per evitare un eccessivo accumulo di neve sui pannelli solari.
Utilizzare strutture di montaggio rinforzate per garantire che possano sopportare il peso aggiuntivo della neve.
Il problema:
I forti venti, in particolare nelle aree soggette a uragani o tornado, rappresentano una minaccia significativa per i sistemi di montaggio solare. Se non adeguatamente progettati, i sistemi di montaggio potrebbero cedere sotto la pressione di forti raffiche di vento, provocando lo spostamento o il danneggiamento del pannello.
Esempio nel mondo reale:
Dopo che l’uragano Maria ha colpito Porto Rico nel 2017, diversi parchi solari sono stati gravemente danneggiati a causa dell’inadeguata resistenza al vento nei loro sistemi di montaggio. Uno dei principali problemi individuati era che le strutture di montaggio non erano progettate per resistere ai venti di categoria 5 che colpivano l'isola. I telai di montaggio del sistema erano attorcigliati e diversi pannelli erano strappati.
Dati e soluzione:
Test di carico del vento: Secondo il Codice edilizio internazionale (IBC), i sistemi di montaggio dei pannelli solari nelle aree a rischio di uragani dovrebbero essere progettati per resistere a velocità del vento fino a 290 km/h. Ciò richiede sia strutture di montaggio più robuste che adeguati meccanismi di fissaggio dei pannelli.
Caso di studio: Il progetto solare Oahu alle Hawaii utilizza un sistema di montaggio resistente al vento che è stato testato per resistere ai venti con forza di uragano. Sin dall'installazione, il sistema è stato in grado di resistere a diverse tempeste con danni minimi.
Soluzione:
Utilizzare sistemi di montaggio progettati specificatamente per aree soggette a vento forte, come quelli certificati dai test di carico del vento.
Assicurarsi che tutti i collegamenti e gli impianti siano adeguatamente fissati e rinforzati, in particolare per le installazioni in zone soggette a vento forte.
Il problema:
Le regioni costiere sono soggette alla corrosione salina a causa della presenza di acqua salata nell’aria, che può degradare rapidamente i componenti metallici dei sistemi di montaggio solare. Nel tempo, la corrosione può indebolire la struttura, causando guasti prematuri e riducendo la durata dell’installazione.
Esempio nel mondo reale:
Un parco solare situato in Florida ha dovuto affrontare notevoli problemi di corrosione a causa della sua vicinanza all’oceano. Il sistema di montaggio, realizzato principalmente in acciaio zincato standard, ha mostrato segni di ruggine e affaticamento del materiale in soli tre anni di funzionamento. Ciò ha comportato un aumento dei costi di manutenzione e la sostituzione prematura di diversi componenti.
Dati e soluzione:
Materiali resistenti alla corrosione: Un rapporto del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE) sottolinea la necessità di materiali resistenti alla corrosione, come l’alluminio marino e l’acciaio inossidabile, per i sistemi di montaggio solare nelle regioni costiere.
Caso di studio: Il progetto solare Alamitos nella regione costiera della California utilizza sistemi di montaggio in acciaio inossidabile resistenti alla corrosione. Nonostante sia stato esposto all’acqua salata, il sistema ha mostrato minimi segni di degrado per un periodo di 5 anni.
Soluzione:
Utilizzare materiali di alta qualità e resistenti alla corrosione per i sistemi di montaggio in aree costiere o altamente umide.
Applicare rivestimenti protettivi come verniciatura a polvere o anodizzazione per prevenire la corrosione dell'acqua salata.
Il problema:
Nelle regioni desertiche, le tempeste di polvere e sabbia possono influenzare in modo significativo le prestazioni dei pannelli solari e l’integrità dei sistemi di montaggio. L'accumulo di polvere sui pannelli riduce la produzione di energia bloccando la luce solare, mentre le tempeste di sabbia possono causare usura sia sui pannelli che sui sistemi di montaggio.
Esempio nel mondo reale:
Un parco solare in Arabia Saudita ha dovuto affrontare problemi legati all’accumulo di polvere sui suoi pannelli, che hanno comportato una diminuzione del 15% della produzione di energia in un anno. Anche il sistema di montaggio è stato compromesso dall'abrasione della sabbia, con conseguenti maggiori esigenze di manutenzione.
Dati e soluzione:
Rivestimenti resistenti alla polvere: Secondo uno studio dell’Agenzia Internazionale per l’Energia (IEA), l’installazione di rivestimenti antipolvere sui pannelli e l’utilizzo di sistemi di pulizia regolari possono ridurre fino al 10% le perdite di efficienza legate alla polvere.
Caso di studio: Il parco solare Mohammed bin Rashid Al Maktoum di Dubai utilizza una combinazione di sistemi di pulizia robotizzati e strutture di montaggio resistenti alla polvere per mitigare l'impatto della sabbia del deserto sull'efficienza dei pannelli solari.
Soluzione:
Integrare tecnologie autopulenti o programmi di pulizia periodici per rimuovere polvere e sabbia.
Utilizzare sistemi di montaggio progettati per ridurre al minimo l'accumulo di polvere, come quelli con design rialzato per consentire il flusso d'aria sotto i pannelli.
I sistemi di montaggio solare devono essere progettati e installati tenendo conto delle sfide specifiche poste dai climi estremi. Che si tratti di forti venti, forti nevicate, caldo intenso o sale costiero, scegliere i materiali giusti e garantire che i sistemi siano progettati per l’ambiente locale è fondamentale per il successo a lungo termine dei progetti di energia solare. Attraverso un'attenta pianificazione, una progettazione robusta e una manutenzione continua, i sistemi di energia solare possono funzionare in modo affidabile ed efficiente anche nei climi più rigidi.
Se stai progettando un'installazione solare in un clima estremo, è fondamentale collaborare con un fornitore che comprenda le sfide uniche poste dal tuo ambiente. Contattaci oggi per una consulenza esperta sulla selezione dei migliori sistemi di montaggio solare che garantiranno durata a lungo termine e prestazioni ottimali, indipendentemente dal clima.
