Um grupo de cientistas da China conduziu um estudo numérico sobre a sensibilidade do vento em áreas offshoreenergia fotovoltaica flutuanteem um esforço para investigar configurações do sistema que podem ser menos sensíveis à direção do vento.
Os pesquisadores conduziram uma série de simulações em matrizes de seis PVsistema fotovoltaico flutuanteconsiderando fatores como velocidade do vento, distribuição de pressão e campo de turbulência, bem como coeficiente de sustentação e arrasto.
“Alguns pesquisadores descobriram que a resistência do painel fotovoltaico ao vento é completamente diferente quando o painel fotovoltaico é submetido ao vento na frente e atrás, respectivamente”, disseram os acadêmicos. "Assim, a sustentação e a resistência do painel fotovoltaico podem ser equilibradas alterando a disposição do painel fotovoltaico para evitar o afundamento ou tombamento domontagem solar flutuante."
Como objeto de pesquisa, os cientistas simularam uma fileira de seis painéis fotovoltaicos com 1,5 metro de espaço entre eles. Todos os painéis tinham as mesmas dimensões de 2,187 m × 1,102 m × 0,02 m e eram inclinados em 15 graus ou 165 graus.
A descrição numérica levou em consideração o fluxo do vento, a taxa de crescimento da energia cinética turbulenta e a anisotropia de tensões, entre outros fatores. Foi então verificado em um experimento em túnel de vento que possuía painéis fotovoltaicos na escala de 1:20. “Em geral, os resultados mostram que o modelo numérico deste estudo é preciso e eficaz”, afirmaram os cientistas.
Uma das configurações do sistema fotovoltaico, chamada array A, tinha todos os seis painéis inclinados em 15 graus, o ângulo de instalação mais comum e também amplamente utilizado emsistema fotovoltaico flutuante. A matriz B é descrita como uma solução fotovoltaica flutuante específica que se parece com uma estrutura de empena. Neste sistema, o primeiro painel tem uma inclinação de 15, o segundo 165 graus, o terceiro 15 graus, o quarto 165 graus, o quinto 15 graus e o sexto 165 graus.
“As matrizes C, D, E e F, na verdade, referem-se aos tipos de instalação das matrizes A e B”, explicou o pesquisador. “A principal diferença entre eles é a ordem dos dois ângulos de inclinação dos painéis fotovoltaicos (15 graus e 165 graus).”
A modelagem mostrou que a configuração do arranjo B foi a menos sensível à direção do vento. Também apresentou o menor torque de elevação e pequena distribuição de pressão na superfície do painel fotovoltaico. “Comparado com a resistência, a sustentação é mais sensível à disposição do painel fotovoltaico, e a principal influência é a direção da sustentação”, concluíram também.
A equipe também destacou que, independentemente da disposição dos painéis fotovoltaicos, o primeiro painel sempre sofreu cargas de vento mais elevadas do que os outros painéis. “A curva de distribuição do valor da carga de pressão (Cp) é semelhante, e o valor Cp em sua superfície superior é basicamente o mesmo na distribuição gradiente”, acrescentaram.
"Verificou-se que o vórtice do painel fotovoltaico do conjunto consiste em dois padrões de estrutura de vórtice. Um é o vórtice contínuo dos lados esquerdo e direito do painel fotovoltaico. O outro é o desprendimento de vórtices em pequena escala do centro, " eles disseram. "O arrasto e a elevação dos painéis mutuamente paralelos mostram a mesma tendência de aumento ou diminuição gradual com o aumento do ângulo de inclinação da plataforma."
