Група вчених з Китаю провела чисельне дослідження чутливості морського вітруплаваюча фотовольтаїканамагаючись дослідити конфігурації системи, які можуть бути менш чутливими до напрямку вітру.
Дослідники провели серію симуляцій шести фотоелектричних матрицьплаваюча фотоелектрична системавраховуючи такі фактори, як швидкість вітру, розподіл тиску та поле турбулентності, а також коефіцієнт підйомної сили та лобового опору.
«Деякі дослідники виявили, що опір вітру фотоелектричної панелі зовсім інший, коли фотоелектрична панель піддається вітру спереду та ззаду відповідно», — сказали вчені. «Таким чином, підйомну силу та опір фотоелектричної панелі можна збалансувати, змінивши розташування фотоелектричної панелі, щоб запобігти опусканню або перекиданнюплаваюча сонячна установка."
Як об’єкт дослідження вчені змоделювали ряд із шести фотоелектричних панелей із 1,5-метровим простором між ними. Усі панелі мали однакові розміри 2,187 м × 1,102 м × 0,02 м і були нахилені або на 15 градусів, або на 165 градусів.
Чисельний опис враховував серед інших факторів потік вітру, швидкість зростання турбулентної кінетичної енергії та анізотропію напружень. Потім це було перевірено в експерименті в аеродинамічній трубі, який мав фотоелектричні панелі в масштабі 1:20. «Загалом результати показують, що чисельна модель цього дослідження є точною та ефективною», — зазначили вчені.
Одна з конфігурацій фотоелектричної системи, яка називається масивом A, мала всі шість панелей під нахилом 15 градусів, що є найпоширенішим кутом установки, який також широко використовується вплаваюча фотоелектрична система. Масив B описується як особливе плаваюче фотоелектричне рішення, яке виглядає як двосхилий конструкцію. У цій системі перша панель має нахил 15, друга 165 градусів, третя 15 градусів, четверта 165 градусів, п'ята 15 градусів і шоста 165 градусів.
«Масиви C, D, E і F насправді відносяться до типів установки масивів A і B», — також пояснив дослідник. «Основна відмінність між ними полягає в порядку двох кутів нахилу фотоелектричних панелей (15 градусів і 165 градусів)».
Моделювання показало, що конфігурація масиву В була найменш чутливою до напрямку вітру. Він також мав найменший крутний момент і малий розподіл тиску на поверхні фотоелектричної панелі. «Порівняно з опором, підйомна сила більш чутлива до розташування фотоелектричних панелей, і основним впливом є напрямок підйому», – також підсумували вони.
Команда також підкреслила, що, незалежно від розташування фотоелектричних панелей, перша панель завжди відчувала більші вітрові навантаження, ніж інші панелі. «Крива розподілу значень тиску (Cp) є подібною, а значення Cp на її верхній поверхні в основному однакове в градієнтному розподілі», – додали вони.
«Виявлено, що вихровий слід масивної фотоелектричної панелі складається з двох структур вихрової структури. Одна — це безперервний слідуючий вихор з лівого та правого боків фотоелектричної панелі. Інша — це дрібномасштабне витікання вихру з центру, " вони сказали. «Опір і підйом взаємно паралельних панелей показують однакову тенденцію поступового збільшення або зменшення зі збільшенням кута нахилу платформи».
