Tým vědců z Číny a Spojených států studoval způsoby, jak optimalizovat plovoucí fotovoltaiku pro použití na moři. Zjistilo se, že robustnost systémů se ovlivnila velikostí a počtem platforem a také typy propojení mezi platformami.
Výzkumníci z Číny a Spojených států navrhli nové modulární plovoucí FV (FPV) řešení pro posouzení chování pobřežních, vícenásobně propojených modulů. A to v kombinovaných podmínkách vlny a větru. Tým ─ zahrnující vědce z Dalian University of Technology a University of Maine ─ analyzoval různé typy pevných a kloubových FPV systémů. A to proto, aby určil potenciální přístupy k optimalizaci.
„FPV je složitý vícetělový systém. Ten je spojen s působením větru, vln, proudu a dalších multifyzikálních polí,“ uvádí studie. ,,Je proto nesmírně důležité vyvinout robustní inženýrské metodiky a modely pro navrhování FPV systémů aplikovaných na pobřežní prostředí.“
Analýza zjistila, že s rostoucím počtem modulů se pohybové odezvy stávají výraznějšími. A zároveň platforma 2 x 2 zaznamenala nejvýznamnější odezvu sklonu ze studovaných konfigurací. Tým také pozoroval, že dodatečný pohyb generovaný kloubovými spoji vedl k „nezanedbatelné“ dynamické odezvě pro vícetělové FPV systémy. Zatímco systémy využívající pevná připojení nevykazovaly žádnou významnou dynamickou odezvu. Kromě toho výzkumníci pozorovali, že uvazovací napětí systémů s kloubovými spoji bylo větší než u systémů s pevnými spoji.
Pro tuto studii skupina představila nový modulární design pro platformy FPV, který zahrnoval koncept poloponorných oceánských inženýrských platforem. Použil systém kotvení trolejového vedení, který se založil na křivce. Ta se běžně používá v kotvištích mostů, lodí a oceánských plošin. Pro studii se vybrala pobřežní lokalita v čínské provincii Shandong. Ta používala analýzu frekvenční domény a hodnotila celkový hydrodynamický výkon a charakteristiky chování různých typů platforem FPV.
Optimalizace plovoucí fotovoltaické platformy
Výzkumníci vytvořili platformy FPV pomocí válcových pontonů a zvedacích desek. Na ocelové nosníky nad pontony namontovali solární panely se sklonem 10 stupňů. Přičemž každý ocelový nosník poskytuje nejméně 250 kW energie na platformu. Pohybové odezvy za extrémních podmínek se zkoumaly u kotvených jednoduchých, 2 x 2 a 3 x 3 FPV systémů.
,,Stabilita platforem FPV je zásadní pro zabránění ztrátě energetických zařízení způsobené převrácením a minimalizuje poškození kabelů pro přenos energie,“ uvedli. ,,V důsledku toho je návrh kotvení rozhodující pro zmírnění dynamické odezvy modulárního designu systémů FPV.“
Studie zdůrazňuje, že odezva na zvedání se ovlivňuje poměrem hmotnosti k tuhosti. Výzkumníci pozorovali, že maximální odezva náklonu pro systémy 2 x 2 FPV je „získána, když je koryto vlny právě v poloze spojení dvou modulů a moduly mají tvar V“. Přidání třetí řady modulů však pomohlo snížit relativní pohyby, takže „maximální klopný pohyb platformy 3 x 3“ se stal menší než maximum plošiny 2 x 2.
Na základě své analýzy tým doporučuje úhel instalace alespoň 15 stupňů pro systém FPV s více tělesy, aby se snížily jak pohybové, tak strukturální odezvy.
Zjištění skupiny jsou k dispozici ve studii „Hodnocení dynamického chování vícepropojených plovoucích fotovoltaických systémů na moři při kombinovaném zatížení vlnami a větrem: komplexní numerická analýza“, publikované v Sustainable Horizons.
„Optimalizace kotvicích systémů se může provést za účelem dalšího zvýšení výkonu a snížení odezvy na pohyb platformy. Takové optimalizace mohou vést k potenciálním úsporám nákladů, čímž se celý systém stane ekonomicky životaschopnějším,“ uzavřeli.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
