Simulação de tempestades para conceber o seu projeto fotovoltaico

Este artigo é uma tradução da versão escrita em holandês por Joyce Beuken e publicada a 30 de abril de 2021 em www.solar365.nl

Para assegurar de que os painéis não voarão do telhado durante uma tempestade violenta, os sistemas de módulos fotovoltaicos (protótipos) são testados em túnel de vento. Como simulamos uma tempestade?

Jeroen Weller, diretor de Investigação e Conformidade da Esdec, partilha como é o processo: “Está provado que um ângulo de 10 graus é o equilíbrio ideal para o nosso sistema de montagem. Neste ângulo, ainda é possível aproveitar uma boa quantidade de sol sem que os módulos apanhem demasiado vento. Procuramos um equilíbrio entre a máxima exposição de sol sem ser afetado pelo vento.”

Forma de construção determinante

Além da localização geográfica, da altura e da forma de um edifício, é amplamente determinante a condição do vento que atua nos sistemas de módulos fotovoltaicos. “A construção de um edifício talvez seja o parâmetro mais importante de como o vento influi no sistema de módulos fotovoltaicos.” O sistema de módulos fotovoltaicos tem de ser desenhado de tal modo que se adapte da melhor maneira possível à pressão do vento de pico decorrente, sem aumentá-la mais. “Esse é o motivo pelo qual utilizamos placas laterais inclinadas em áreas com vento, fechando grande parte do sistema para que o vento não sopre sob os painéis.”

Existem várias empresas, com as quais os fabricantes de sistemas de montagem podem colaborar no campo de testes em túnel de vento. “Escolhemos a Peutz porque é uma empresa que pensa como nós e, ao mesmo tempo, é inovadora,” disse Weller, que acredita que, num mercado ainda em forte desenvolvimento, isso acrescenta uma considerável mais-valia para a empresa.

Equalização da pressão

A Esdec utiliza uma escala de 1:15 para os testes no túnel de vento da Peutz. O túnel de vento foi especialmente adaptado para dar a forma correta à camada limite, à turbulência ambiental e à influência do edifício nesta escala.

Desde um ponto de vista histórico, no entanto, para a maioria dos testes em túnel de vento o normal é utilizar a escala 1:200 / 1:50, porque isto é o mais comum na construção, explica Weller. “Essa foi a regra durante anos até que a Peutz resolveu utilizar uma escala mais precisa, especialmente para os módulos fotovoltaicos, em específico a escala 1:15.” A vantagem dessa escala maior é que o efeito positivo das placas laterais inclinadas, larguras da folga e a distância entre os painéis pode ser considerado de forma apropriada. Isto proporciona a equalização da pressão (a diferença entre a pressão externa e interna). “Necessitamos essa equalização da pressão. Há folgas não porque não queremos fechar o sistema. Necessitamos essas folgas basicamente para que o sistema respire.”

Modelo em escala

No modelo do FlatFix Wave para o teste, foram acrescentados pontos de medição adicionais em vários lugares. Por exemplo, a Esdec também pode medir as forças que as placas laterais têm de suportar. “Desde o suporte de telhado, onde são instalados o sistema e as placas laterais, até às fendas: tudo é feito em escala. A Esdec fornece os próprios designs desses modelos em escala”, disse Weller.

Interior

“Em testes de conceito anteriores do FlatFix Wave ficou demonstrado que os pinos, parafusos e braçadeiras proporcionam cerca de 18 por cento mais de “arrasto” (resistência ao ar). Com base nisto, decidimos libertar o sistema de peças salientes, construindo-as internamente para esse fim. Na parte externa há apenas peças planas. Os módulos não são aparafusados mas enganchados.” Essas coisas não se notam à primeira vista, comenta Weller, mas tudo foi bem pensado e calculado.

Estranho mas importante

Weller declara que nesses testes em túnel de vento foi revista uma ampla gama de configurações. “Testamos campos grandes e pequenos, com e sem placas laterais, mas também observamos o que acontece se há apenas alguma coisa no meio do telhado ou só uma fila a um lado.” Essas configurações são as mais frequentes? “Certamente não, mas para desenvolver um método de cálculo potente é preciso medir também os extremos.”
Weller conclui: “Incorporámos todos os dados das medições no nosso método de lastro. A Peutz também fez as suas verificações desse método. “

Verificação

A maioria das empresas param aqui. A Esdec decidiu dar um final ao processo com um teste mecânico. “Começamos a testar o acoplamento mecânico através do chamado teste de elevação. Isso significa que elevamos os módulos para ver como reagem os outros módulos aos que estão ligados.”
Pode ler mais sobre os testes mecânicos na terceira parte do tríptico no final de maio.

Este é o segundo de três artigos sobre sistemas de montagem, testes em túnel de vento e testes mecânicos. A terceira parte será publicada em maio.