极端天气事件对太阳能热和光伏装置的影响

2018-08-28 10:35  浏览:  

太阳能装置将其部件的一部分带到外面,就像我们日常生活中的许多其他元素一样,暴露在极端天气现象中。

重要的是要知道这些可能产生的影响以及采取了哪些措施来抵消它们可能产生的负面影响。了解它们有助于在我们的设施中要求这样的措施。

暴雨

暴雨通常发生在风暴系统和暴风雨中,可能具有不同的强度和持续时间。

在太阳能热和光伏系统中,暴雨本身不会对设备的完整性产生负面影响。相反,降雨是有益的,因为它有助于清洁积聚在收集器表面上的灰尘和杂质。这种清洗有助于太阳光辐射更干净,系统效率更高。暴雨会使清洁更加旺盛。

另一方面,在炎热的天气里,短暂的风暴(暴雨或不降雨)会降低光伏电池板的温度,使其在太阳升起时能够以更好的性能工作。

但是,有必要在太阳能集热器所在的区域内有良好的排水,以避免可能导致腐蚀和设备可能变质的洪水。

冰雹

冰雹是一种固体降水,发生在非常强烈的风暴中,其中水以不同大小和重量的冰球形式落下。由于冰雹在植物和果实中产生的机械损伤,冰雹对收成非常不利。在屋顶,窗户,窗户和汽车的城市地区,非常强烈的冰雹也会造成巨大的破坏。

冰雹

太阳能热能 - 冰雹实际上不太可能打破太阳能集热器的玻璃。具有足够强度以摧毁太阳能收集器的雹暴是非常不寻常的,如果它们确实发生,它们也将对房屋内和城市地区的其他结构造成重大损害。

为了最大限度地降低冰雹破坏太阳能集热器的风险,您必须获得那些玻璃经过回火处理的人。6毫米厚的钢化玻璃能够承受从2米高处掉落的500克钢球的冲击力。

光伏太阳能 - 光伏太阳能电池板在出售之前,经过一系列非常严格的测试,以确保它们具有高机械阻力。其中一项测试包括通过空气炮投掷冰球,模拟极其严重的冰雹,在此之前,他们必须抵抗而不会破坏。通过此测试可确保太阳能电池板能承受任何类型的冰雹。

强风

风是在不同大气压力的地球两个区域之间发生的空气运动,以补偿不平衡。空气将从高压区域引导至低压区域。它通常与暴风雨,风暴和干扰的到来有关,尽管由于热量产生的低温,它也存在于沙漠地区。我们还可以在沿海和山谷中找到当地的风

太阳能热能和光伏能源 - 在这两种技术中,由于太阳能集热器和光伏板的结构相似性,风能产生相同的问题。两者都具有扁平形状,最适合捕获太阳辐射,但也使它们对风的作用非常敏感。如果不进行精确测量,可能在收集器中产生的“蜡烛效应”可能是危险的。足够强的风会导致传感器飞行,从而导致部件损失,并造成材料和人身伤害。

太阳能电池板最危险的风是朝向赤道的风。(南半球北半球和南半球的北风)这是由于两个因素:

风对物体施加的力取决于与其相对的表面。作为面向厄瓜多尔将是朝向这个方向的风收藏家施加更多压力的收藏家,因为它们垂直撞击在他们身上。

赤道风和其他来源

(1)所述的风向厄瓜多尔施加所述传感器(2)在所述风力具有不同的方向的力由倾斜表面分布的情况下的整个表面上给定的垂直入射更多的力。

在图像中,红色条带代表具有最大力的风的部分,其影响每个收集器,这取决于它具有的相对于它的倾斜度。根据经验,观察到当风垂直地煽动时,它是施加更大的力

当这股风撞击收集器后部时,它会对锚杆施加拉力,这是危险的。当风来自厄瓜多尔,虽然垂直入射在传感器上,在这种情况下,压缩力作用,在结构传递至支撑件,因此在很大程度上地面消散

收集器中的极风效应方案

风向赤道撞击收集器后部并产生危险的牵引力

 收集器中的赤道风效应

向最近的极点吹风,产生压缩脉冲,该压力脉冲传输到支撑并从那里传递到地面

为了防止风能够有时是飞行传感器是必要的,所述支撑结构施加等于风是能够施加在传感器上的在地面上(按重量计)的力。也就是说,有必要压缩该结构,其重量至少等于风在安装所在区域中的最大历史力。还必须使用高质量的耐腐蚀螺钉。经过适当培训的技术人员应考虑这些因素并正确称量结构

具有水箱的热虹吸式太阳能加热器具有足够的重量以承受强风。

光线

闪电是暴风云中发生的电击。光线携带巨大的能量,这会对它们落入的物体造成严重损害。

光束

通常在屋顶上具有太阳能收集器的太阳能装置具有接收雷击的潜在可能性,因为射线总是寻找通向地球的最短路径,在这种情况下,地球是高大的物体。

这是极为罕见的射线到达陷入了太阳能集热器,因为如果它在统计学上是在一个特定的地方雷击的概率非常低,如果它发生之前,它会做一个避雷针或树。在任何情况下,当你考虑到没有在队中安装避雷针是由传感器和建议提供物理土地,这些使最小的损伤,如果它击中发生雷击的实际风险

无论闪电可能掉落,光伏太阳能装置必须具有物理地球,因为它是电气装置

雪是一种固体降水,当环境温度低于0度时会发生。水落入由冰晶形成的薄片中。

雪落在地球的寒冷地区:在极地附近的地区,冬季的温带地区和地形上的高地区(山脉,高原)

雪域景观

太阳能热能和光伏能源 - 雪本身(不考虑相关的冷量)不会对太阳能集热器的完整性构成任何危险。

如果它可以改为在某些情况下减少其效力,因为雪具有它在其下落的地方累积的特性(固体不会流失)。因此,如果降雪非常强烈和延长,我们可能会发现一层几厘米厚的雪覆盖收集器的底部。这可能导致埋入部分不起作用,并且集电器的整体性能与埋入的面板的数量成比例地减小。随着时间的推移,收集阳光的收集器部分将使整个装置变暖并融化雪,但是在最需要的时候我们将失去宝贵的捕获时间。

为了避免这种情况,将一些支撑物提升到比雪可以达到的统计数据更高的水平就足够了。

在另一方面传感器周围的雪,只要传感器仍不清楚,可能是一种优势,因为是白色的雪反射的阳光和最高亮度级可以提高性能。

雪与感冒有关。在“强冷”一节中分析了可能导致太阳能热和光伏装置冷却的问题

极度炎热

炎热的天气是由强烈的太阳辐射到达地球表面引起的。因此,地球上最热的地区是接收更多太阳辐射的区域; 夏季是热带地区,亚热带地区和温带地区。

热太阳能。太阳能热装置中极端高温的发生率将取决于它们所处的气候区域以及相应的安装大小。

与全年辐射水平和更均匀的温度热带和亚热带地区,收集和储存器的尺寸,如果适当地进行,将保持平衡,如果避免在所有季节过热。只有在一段时间内停止使用时才会出现问题。如果出门旅行并且没有使用,建议覆盖收集者。

在温带和寒冷地区,全年辐射水平变化很大,这取决于安装计划的用途。

如果使用该装置最好是在夏季使用,则没有问题,因为在尺寸确定中可以预见到高辐射水平。但如果尺寸适用于设施的使用,因为他们将被安装在冬季捕获来自太阳的能量足够量的收藏家全年或冬季大量(当辐射小)。如果有太多的太阳辐射,那么大量的面板会在夏季炎热的时候捕获大量的能量,如果不采取适当的措施,它们会导致过热。这些过热(水温可达150摄氏度)会破坏安装,因为组成它的许多材料都不能抵抗这些温度

有几种方法,通过有资质的安装人员来控制过热应该预见到,例如:对象的产生只在夏季,散热片阴影收藏家附近位置,利用夏季过剩的热量来加热水汇集或甚至覆盖一些收藏家,使他们不工作。

光伏太阳能 - 光伏太阳能电池板以及电气设备可以承受很高的温度而不会受到任何损害。极端高温存在的唯一缺点是光伏太阳能电池板在温度升高25ºC时逐渐失去效率。

极度寒冷

极端寒冷发生在太阳辐射少量到达的地区。它通常发生在靠近两极的地区,冬季和山区的温带气候。

太阳能热能 - 如果不采取适当的措施来抵消太阳能热能,那么这是太阳能热能装置可能造成更大损害的因素之一

当水从液体流到固态时,即当它冻结时,水的体积增加。太阳能热装置的回路中充满了水。由于冻结导致的水量增加导致管道中的强烈张力,最终破坏它们导致多次泄漏并破坏安装

有一些程序可以避免这种影响,例如:使用电阻将管道内的水保持在冰点以上,或者通过从前一天抽取少量热水来保持泵的开启。然而,这些系统对于强烈的寒冷来说是昂贵的或不能节能的。最常用的方法是使用水和防冻剂的流体混合物,它们通过收集器和暴露在寒冷的管道内循环。该液体通过密封的初级回路循环,该初级回路将热量通过热交换器传递到另一个充满水的次级回路。在二次回路中,蓄电池位于此处,并且从那里出水以供最终使用。

根据一个地方可以达到的极端寒冷程度,混合物中水和防冻剂的比例会有所不同。所以在它是潜在可能(如最低温度的气候记录)达到-20摄氏度,将在混合物中使用地点的地方的最低温度被记录-14摄氏度防冻液的更大比例

光伏太阳能 - 面板和相关的电气设备不受极端寒冷的影响,而不是可以冷冻和损坏的电池。

电池的充电水平与其冷冻温度之间存在重要关系。电池放电越多,它接近零度的冰点就越多,因此它更容易冻结。完全充电的电池可承受高达-60摄氏度的温度而不会冻结。

为了避免极端寒冷的太阳能光伏发电装置受过适当训练的技术人员应合适尺寸,以防止电池放电电平的不利影响是在倍过低时冷更加强烈。还有可能将电池保持在加热的隔间中或至少在没有温度低于零的温度下。

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