Le vent peut-il détruire les panneaux solaires? Ces tests innovants pourraient les sauver

Les vibrations éoliennes peuvent menacer des panneaux solaires: une étude propose de nouveaux tests pour prévenir les défauts et améliorer les normes de sécurité

Les vibrations causées par le vent peuvent être transformées en un grave danger pour les panneaux photovoltaïques, provoquant des microfractures, des défaillances mécaniques et, dans les cas les plus extrêmes, l'effondrement du système. Une récente étude internationale menée par des chercheurs des Émirats arabes unis et de Singapour a étudié ce phénomène en profondeur, proposant de nouvelles solutions pour améliorer la résilience des panneaux photovoltaïques.

Vibrations induites par le vent: Pourquoi les grands panneaux photovoltaïques sont-ils plus vulnérables?

Avec l'augmentation de la propagation des grands modules solaires, les vibrations causées par le vent représentent un défi de plus en plus important. Selon la recherche, les fréquences de torsion primaires du système de suivi – entre 4 Hz et 5 Hz – peuvent déclencher des mouvements qui endommagent les structures des panneaux. Sagarika Kumarl'auteur principal de l'étude, il explique: « Ces mouvements de torsion peuvent conduire à un microcack, des désalignements structurels et, dans le pire des cas, à l'effondrement du système ».

Un problème encore plus complexe est lié aux normes de certification actuelles des panneaux photovoltaïques, ce qui peut ne pas être suffisant pour faire face à de nouveaux défis environnementaux. La norme IEC 61215-2par exemple, comprend des tests de charge statique et dynamique, mais ne représente pas complètement les conditions extrêmes qui se produisent lors d'événements météorologiques intenses, tels que les ouragans.

Deux phases pour faire face au problème: l'approche innovante des chercheurs

Pour mieux comprendre et faire face aux contraintes mécaniques causées par le vent, l'équipe a développé un plan en deux phases. La première phase s'est concentrée sur l'analyse des systèmes photovoltaïques, y compris des simulations de charges statiques et dynamiques dans différentes conditions de vent, la modélisation des vibrations induites par le flux d'air et l'analyse modale. La deuxième phase, en revanche, a approfondi les aspects dynamiques du fluide à travers les tests de la galerie de vent, les simulations CFD (dynamique du fluide de calcul) et l'analyse des données historiques relatives aux vents.

Les tests ont montré qu'une vitesse de vent de 10 m / SA du sol (équivalent à un ouragan de catégorie 1) correspond à un niveau d'environ 33 m / SA du tracker, provoquant un mouvement du module d'environ 5,1 cm à l'arrière. Ce type de déformation, s'il n'est pas évité de manière adéquate, peut avoir des effets dévastateurs sur la stabilité du système.

Nouveaux protocoles de test pour simuler les conditions réelles

L'équipe de recherche a proposé des protocoles de test innovants pour mieux représenter des stress réels. Parmi ceux-ci, nous trouvons:

• Test de vibration de fréquence moyenneeffectué pendant 8 heures selon les normes CEI 60068-1 et 60068-2-6, avec le module monté dans des configurations critiques (par exemple, avec 60% de surplomb).
• Cycles thermiques intégréspour simuler l'effort thermomécanique et les effets combinés de la température et de l'humidité.
• Test de charge dynamiquequi reproduisent la torsion et les vibrations causées par le vent avec une pression jusqu'à 1000 PA, double par rapport aux simulations standard, pour accélérer les conditions de contrainte typiques d'un ouragan.

Ces protocoles représentent une nouveauté car elles incluent Charges asymétriques et torsionalesvariables souvent négligées par les tests conventionnels.

L'équipe de recherche, composée de scientifiques de Centre de recherche en énergie renouvelable et durable par Abu Dhabi et le Institut de recherche sur l'énergie solaire de Singapour (SERIS)espère que les résultats obtenus peuvent être intégrés dans les normes futures internationales, telles que celles définies par laCommission électrotechnique internationale (CEI).

Les résultats de l'étude ont été publiés dans l'article scientifique intitulé Test des vibrations induites par le vent sur les modules solaires photovoltaïques.

Source: Scientirect