小编
应对气候条件的考验正在成为太阳能开发商和投资商的新常态，需要采取新的措施来管控风险和保证回报。
了解风压测试的重要性以及不同类型的风如何影响跟踪器的设计和生产，可以帮助发电商为其电站和地区确保适合的单轴跟踪器技术。
多种因素会影响风如何影响每个电站上的太阳能跟踪器，从当地气候和地形，到附近其他结构或物体的影响。因为没有两个一模一样的光伏电站，因此每个电站都需要针对特定站点进行定制，这增加了设计这些项目的复杂性。
如果在跟踪器的设计中没有正确考虑风剖面，资产所有者可能会面临一系列事件，包括补救费用和停机时间以及较低的电力产出，并最终达不到财务目标。
查看针对不同类型的风进行设计所涉及的技术细微差别，并了解适当的跟踪器测试如何影响跟踪器设计特征，例如安装角度和阻尼，从而推动稳定的空气动力学性能以实现长期性能。
关于风的类型
仔细评估场地的风况可以从一开始就提出正确的问题。
风速、湍流和风向的变化都会对太阳能跟踪器及其周围环境产生意想不到的影响。了解风的影响有助于开发商和EPC解决不确定性并优化收益。
风效应可分为三大类：静态、动态和气动弹性。
- 静态风力对跟踪器施加稳定和恒定的压力，这会导致结构偏斜或弯曲，从而影响跟踪机构的性能和精度。
- 动态风力难以预测，其速度和方向会波动，这可能会导致跟踪器产生显著的振动和压力，从而降低跟踪精度并导致光伏组件错位以及组件磨损和撕裂。应使用考虑湍流、阵风和其他变化的高级空气动力学模型来解释这些动态风载荷。
- 当跟踪器与周围的气流相互作用时，会产生气动弹性风力。气动弹性效应包括共振、扭转颤振和扭转舞动，所有这些都会导致不受控制的振动或振荡，从而导致失准、跟踪精度降低或部件故障。跟踪器设计必须着重于抵消这些影响，以实现空气动力学稳定性。
据专门从事风压测试的加拿大工程公司RWDI称，追踪器设计必须着重于抵消这些影响以实现空气动力学稳定性。必须对跟踪器结构中的每个部件进行评估，以确保优化抗风载荷能力。需要考虑许多潜在的故障，包括：
- 共振，当阵风的频率与结构的自然频率相匹配时发生，可能导致灾难性故障。
- 扭转颤振，这是一种自激空气气动不稳定性，可导致阵列扭转运动发生大的振动起伏，从而导致跟踪器故障。
- 扭转舞动，这独特地包括垂直运动。当高风速超过了结构的阻力时，跟踪器就会发生故障。
了解风的影响不仅对设备设计至关重要，而且知道如何应对阵风也可以优化跟踪器的性能。例如，了解光伏站点特定部分的异常风意味着可以使用防风栅栏来降低风速和湍流，从而提高跟踪器的稳定性和准确性。可以部署复杂的传感器来检测风的变化并调整跟踪器的位置以优化电力产出。还可以减小跟踪器的外形，增加其刚度或使用可抵抗风载荷和气动弹性效应的特定材料进行设计。
通过测试打破追踪器设计的束缚
风洞测试在太阳能跟踪器的开发中起着至关重要的作用。小的缩比尺模型用于评估新跟踪器如何处理任何数量的风况，揭示了开发早期的设计局限性。在对设计进行调整后，可以生产出全尺寸、成本效益高的跟踪器，从而将风险降至最低。
逆风地形模拟是风洞测试的关键组成部分之一。这种类型的模拟复制了可能影响风力的现实世界障碍物，例如树木和建筑物，甚至现场的其他跟踪器阵列。
逆风行为模拟包括不同的海拔曲线、可修改的表面粗糙度、可移动的屏障和各种类型风的活动，包括飓风和龙卷风等现象。
通过收起角度实现顺风
在设计抗风太阳能跟踪器时，必须仔细考虑收起角度和相关的静态和动态风载荷。一种有用的缓解策略是阻尼，它可以消散或控制系统中的振动能量或振荡。
阻尼器是制定最佳收起策略的关键部分，特别是对于0°收起的太阳能跟踪器，它们容易受到扭转力的影响，从而导致沿扭矩管轴的扭转和旋转运动。在开发抗风1P跟踪器的过程中，我们在风洞中测试了不同的倾斜角度，以制定最佳收起策略。测试表明，较低的倾斜角度对结构提供的静载荷较小，对整个系统的作用力也较小。0°倾斜角提供了最低的系数值，因为横向载荷接近于零。
更高的倾斜角度会给结构带来额外的压力，需要更多的地基或增加地基和扭矩管尺寸来承受额外的侧向力。相比之下，发现采用适当程度的过阻尼和刚度来抵抗变形的0°收起策略，地基需要的更少。
0°收起的理想设计应平衡刚度、阻尼和重量，以控制跟踪器成本、保护资产并保持效率。虽然以高倾斜角存放可能是安全的，但它可能会增加地基和结构其他部分的风荷载，需要更坚固的系统或过阻尼设计来减轻导致空气动力学不稳定的动态波动。
用阻尼应对困难
适当的阻尼——抑制振动和振荡——对于确保太阳能跟踪系统的稳定性至关重要。确定合适的阻尼量和类型取决于多种因素，例如设计的收起角度、横梁长度和结构的质量。
同样，测试是这里的关键。欠阻尼的系统会变得不稳定，需要昂贵的缓解措施，例如辅助阻尼器来解决可能导致跟踪器损坏甚至故障的扭转力。
对于上一节中讨论的1P太阳能跟踪器，它具有0°收起策略和30-40米长的横梁，我们发现每排两到四个阻尼器足以构建适当的阻尼结构。
由于质检对于确定适合的配置至关重要，因此请务必选择经验丰富的跟踪器解决方案提供商，他们具备阻尼器专业知识，能够满足项目规范、预算和时间计划。
通过多行测试消除不稳定
测试跟踪器设计不能孤立地进行。必须进行多排测试以平衡刚度和阻尼，以最大限度地提高性能并降低长期风险。定位、防护措施和风涡流都会以各种方式影响太阳能组件阵列不同部分的气动弹性性能。
多行测试旋转跟踪器平台以从多个角度模拟风测试，以确定静态和动态风对系统周边和中心行的影响。测压孔可以确定峰值静态和动态风载荷，以提供设计优化的0°收起角所需的系数值。这些值还有助于确定理想的地基数量和最具成本效益的阵列高度。
虽然0°收起角对于典型的1P跟踪器来说是理想的，所有行的行为方式与收起时风吹过面板的方式相同，但在下风影响中心区域之前，周边区域在收起前的位置接收到更高的载荷。
验证气动弹性效应对于保持效率、避免机械磨损、减少停机时间和降低效率非常重要。测试多行可增强系统的整体设计并允许调整策略以确保周边区域不会对阵列的中心行产生负面影响。
系统的进行弹拨测试
弹拨测试——拉动和释放跟踪器以模拟阵风并评估其动态行为——验证跟踪器的刚度和阻尼比。该过程还包括高振幅和低振幅测试以及抖动测试。将结果与气动弹性风测试结果进行比较以平衡设计。
必须将指示的旋转角度纳入弹拨测试计算，以准确预测高达15°的潜在旋转。考虑较小角度的弹拨测试可能更容易模拟，但可能会降低准确性。
适当的弹拨测试可确保跟踪器在现实世界的风力条件下按预期运行，从而避免代价高昂的停机时间。选择具有丰富的弹拨测试专业知识和能够验证现有气动弹性风报告的经验丰富的工程团队的跟踪器解决方案提供商。
与合适的支架合作伙伴一起飞速发展
在评估跟踪技术时，请考虑进行广泛风洞测试的制造商，这些测试可以提供可靠的数据来支持这些问题：
跟踪器制造商近年来是否进行了全面的多排静态、动态和气动弹性风洞测试？他们能否证明他们的跟踪器设计符合这些测试中指定的公差？
他们能否证明他们的设计符合这些测试中指定的公差，包括固有频率、阻尼、阵列高度、弦长(备注:指组件固定梁长度)、跟踪器长度和 GCR？
系统在正常运行和装载期间可以承受的临界风速是多少？具体的计算是否说明了如何使用气动弹性风报告中的数据计算这些速度？
跟踪器制造商能否提供证据证明他们的设计考虑了超出标准建筑规范要求的所有指定压力和风洞特定载荷组合？
如果跟踪器制造商的设计不使用阻尼器，他们能否验证他们的跟踪器在正常操作和收起过程中不会受到气动弹性的不利影响？
