태양광 발전소

소개지구 온난화가 심화됨에 따라 엘니뇨 현상은 점점 더 심각한 문제들을 야기하고 있습니다. 태양광 발전소이전에는 발생하지 않았던 많은 극한 기후 현상이 현재 우리 산업의 설계 기준에 영향을 미치고 있습니다. 내용물제1장: 하늘에서 재앙이 쏟아진다제2장: 다운스트라이크 버스트제3장: 풍속의 갑작스러운 증가제4장: 바람 방향의 갑작스러운 변화제5장: 산업의 각성 제1장: 하늘에서 재앙이 쏟아진다2025년 3월 17일 새벽 4시, 미국 텍사스. 창밖으로는 밤새도록 가랑비가 내리고 있었다. 갑자기 날카로운 칼날처럼 번쩍이는 천둥소리가 칠흑 같은 하늘을 가르고 울려 퍼졌다. 직후, 보이지 않는 족쇄에서 풀려난 야생 짐승처럼 사나운 바람이 맹렬하게 포효하며 땅을 휩쓸고 지나갔다. 뒤이어 들려온 이상한 탁탁거리는 소리는 점차 작은 마을의 고요함을 깨뜨렸다. "깊은 잠을 자고 있었는데 갑자기 큰 소리에 잠에서 깼어요. 마치 누군가 집에 돌을 던지는 것 같았어요." 인터뷰에 응한 주부 루나는 여전히 떨리는 목소리로 말했다. "돌멩이는 아무 방향에서나 날아왔어요. 너무 무서웠어요. 마구간의 말들은 쉴 새 없이 울어댔어요. 그 소리가 너무 신경을 곤두세우게 했어요."▽ 천둥번개 날씨 날이 밝아오고 비가 그치기까지 얼마 걸리지 않았다. 이른 아침, 베테랑 경찰관 프랭크는 36번 고속도로를 달리고 있었다. 예전에는 저 앞 교차로에서 우회전하면 태양광 발전소를 지나칠 수 있었지만, 오늘 그의 눈앞에 펼쳐진 광경은 섬뜩했다. 광활하게 펼쳐진 추적 시스템이었다. 원래 검은색이었던 부품들에 크기가 제각각인 구멍들이 눈송이처럼 촘촘히 뚫려 있었다.▽ 부품이 우박에 의해 파손되었습니다 ▽ 추적기가 우박으로 손상되었습니다 최근 몇 년 동안 지구 온난화라는 심각한 배경 속에서 엘니뇨 현상이 더욱 두드러지게 나타나고 있습니다. 한때 100년에 한 번, 심지어 1000년에 한 번 발생할 정도로 극히 드물다고 여겨졌던 극단적인 기후 현상들이 이제는 빈번하게 나타나고 있습니다.전통적인 설계 방식은 모든 것이 완벽하도록 미리 계획하는 데 중점을 둡니다. 그러나 극한 기상 현상은 점점 더 불규칙적이고 예측 불가능해지고 있습니다.▽ 추적기가 토네이도로 손상되었습니다 ▽ 태양광 발전소에서 화재가 빈번하게 발생합니다. 수많은 극한 기상 현상 중에서도 특히 골칫거리인 현상이 하나 있습니다. 이 현상은 시간이나 지역에 국한되지 않고 언제든 발생할 수 있습니다.마치 보이지 않는 유령처럼, 그것은 위기가 발생할 수 있는 지역을 조용히 감싸며 태양광 발전소에 엄청난 위협을 가합니다. 제2장: 다운스트라이크 버스트뇌우는 흔한 기상 현상이며, 주로 해질녘이나 밤에 발생합니다. 뇌우가 발생할 때 많은 양의 수증기가 축적되어 지면 위를 빠르게 이동하는 역동적인 특성을 지닌 일련의 "움직이는 요새"를 형성합니다.▽ 천둥번개 날씨의 구름 이미지 이러한 이동식 요새는 대개 강력한 무기를 다수 탑재하고 있습니다. 조건이 맞으면 요새는 지상 공격을 개시하여 폭우, 우박, 강풍과 같은 심각한 기상 현상을 일으킵니다.태양광 추적 장치에 가장 큰 영향을 미치는 것은 뇌우로 인한 지역 기후 현상, 특히 하강 기류입니다.▽ 다운스트라이크 버스트 다운버스트는 국지적이고 소규모로 발생하는 강력한 하강 기류입니다. 이러한 강력한 기류가 지면에 부딪히면 파괴적인 직선형 강풍이 발생합니다.마치 "공중 폭탄" 같아요. 태양광 추적 장치에 대한 이러한 "공중 폭탄"의 위협은 주로 두 가지 측면에서 비롯됩니다. • 풍속의 갑작스러운 증가, 즉 짧은 시간 내에 풍속이 급격히 상승하는 현상; • 바람의 방향이 짧은 시간 안에 갑자기, 빠르게 바뀐다. 제3장: 풍속의 갑작스러운 증가태양광 추적기에 대해 잘 아시는 분들은 풍속이 특정 임계값을 초과하면 추적기가 강풍 보호 모드로 전환된다는 사실을 알고 계실 것입니다. 이 모드에서는 추적기가 가장 유리한 각도로 회전한 후 해당 각도에서 멈춰서 극한의 풍속에 저항합니다. 여기서 우리는 추적기에 있어 두 가지 주요 풍속 매개변수가 있음을 알 수 있습니다.• 작동 풍속: 강풍 모드를 작동시키는 최소 풍속• 최대 풍속: 도킹 각도에서 견딜 수 있는 최대 풍속 우리는 다음과 같은 의문을 갖지 않을 수 없습니다. 만약 추적기가 강풍 모드를 작동시키고 회전하는 동안 풍속이 계속 증가한다면, 이것이 추적기의 구조에 어떤 영향을 미칠까요?이 문제를 논의하기 위해서는 기상학 용어인 "풍속의 급격한 증가"를 소개해야 합니다. ▽ 두 가지 유형의 하강 기류는 풍속을 급격하게 증가시킵니다.마이크로버스트 (1부)데레초(2부)풍속이 갑자기 증가하는 경우, 즉 짧은 시간 내에 풍속이 급격히 상승하는 경우, 추적기가 강풍의 각도에 제때 적응하지 못하고 파손될 수 있습니다. 이 현상은 특히 풍상 도킹 모드를 채택하는 단일 지점 구동 트래커에 위험합니다.▽ 중동 특정 지역의 풍속이 수년에 걸쳐 급격히 증가한 것을 보여주는 차트(15m/s 기준, 3초@10m)풍속은 2분 안에 최대 15m/s에서 33m/s까지 급격히 상승할 수 있습니다.풍속은 분당 초속 9미터까지 치솟았다. 단일 지점 구동 방식의 트래커에서 0°는 가장 불리한 각도입니다. 0°에 가까울수록 트래커의 안정성이 떨어집니다. 만약 트래커가 바람을 마주 보고 주차되어 있지만 이때 바람이 불어오는 반대 방향에 있다면, 방풍 모드로 전환한 후 트래커를 반대 방향으로 회전시켜야 하는데, 이를 흔히 "방향 전환"이라고 합니다. 이러한 U턴 추적 방식은 필연적으로 시스템이 0°를 지나치게 만듭니다. 결과적으로 추적기는 회전하면서 점점 더 불안정해지고, 임계 풍속 Ucr은 계속해서 낮아집니다. 추적기는 점차 "위험 구역"에 진입하게 되는데, 이때 풍속이 급격히 상승하면 소위 강풍 보호 모드가 "강풍 자살 모드"로 변질되어 "U턴" 추적이 실제로 U턴을 하는 상황이 발생할 수 있습니다. ▽ 단일 지점 구동 방식 "바람을 거슬러 도킹"풍속의 갑작스러운 증가로 인한 위험을 피하는 것은 불가능합니다. 풍속의 급격한 증가는 특히 고비 사막 지역에서 점점 더 심각한 문제로 대두되고 있습니다. 낮과 밤의 큰 기온차로 인해 많은 추적 장비가 급격한 풍속 증가와 관련된 다양한 정도의 손상을 입었습니다. 하지만 급격한 풍속 증가 외에도 풍향의 급격한 변화 또한 잠재적인 위협 요소입니다.▽ 중동 일부 지역에서 갑작스러운 풍속 증가로 인해 추적 장치가 손상되었습니다. 제4장: 바람 방향의 갑작스러운 변화모듈에 가해지는 풍압을 줄이고 구조적 안정성을 향상시키기 위해 기존의 태양광 추적 시스템은 일반적으로 "바람에 저항하여 도킹"하는 보호 전략을 채택합니다. 즉, 모듈이 바람 방향을 향하도록 하는 것입니다.하지만 바람의 방향은 고정되어 있지 않습니다. 돌풍과 같은 극한 기상 조건에서는 바람의 방향이 갑자기 바뀔 수 있습니다.이 시점에서 추적기는 부품 뒤쪽에서 불어오는 바람으로 인한 손상을 방지하기 위해 즉시 각도를 조정해야 합니다.▽ 트래커의 회전 시간을 줄이기 위해 고속 모터가 채택되었습니다. 돌풍으로 인한 갑작스러운 풍향 변화는 짧은 지속 시간과 빠른 속도가 특징입니다. 심지어 5분 안에 180도 회전도 가능합니다.즉, 추적기는 각도 조정을 완료하는 데 단 5분밖에 시간이 없다는 뜻입니다. 많은 추적기 제조업체들이 이러한 문제를 인식하고 추적기의 회전 속도를 높이기 위해 고속 모터를 채택했습니다.▽ 5분 만에 풍향이 180도 바뀌었습니다. 불행히도 대부분의 추적기 제조업체는 60°의 큰 각도로 바람을 등지고 주차하는 전략을 채택하고 있습니다. 최악의 경우, 동쪽 60°에서 서쪽 60°로 방향을 바꾸려면 추적기가 120°를 회전해야 합니다. 바람 방향이 급격하게 변하기 때문에 빠른 모터를 사용하더라도 추적기가 목표 위치에 도달할 수 있는 시간은 단 5분밖에 되지 않아 바람 방향이 바뀌기 전에 제시간에 도착하기 어렵습니다. 이러한 이유로 추적기 제조업체들은 "전방위" 풍향 정지 전략을 제안했는데, 이는 풍향이 어떻게 변하든 추적기가 현재 추적 각도에 가장 가까운 최대 각도 위치에서 정지한다는 것을 의미합니다. ▽ 많은 추적 장치 제조업체들이 바람을 거슬러 도킹하는 것을 포기해야 했습니다.풍향을 고려하지 않은 큰 각도로 주차하는 전략으로 변경하세요.위 사진: PVH다음 그림: 게임체인지 이 설계는 기존의 "바람을 등지고 도킹하는" 방식을 탈피한 것으로, 이 경우 추적기는 바람이 불어오는 반대쪽에서 최대 각도 위치에서 최대 풍속을 견뎌야 합니다. 이는 추적 장치 전체의 구조적 신뢰성에 매우 높은 요구를 할 뿐만 아니라 구성 요소의 내압력에도 심각한 문제를 야기합니다. ▽ 구성 요소의 양력은 일반적으로 바람으로부터 보호될 때 너무 높습니다. 제5장: 산업의 각성2018년 요르단 태풍 재해 이후, 풍력 추적 장치에 대한 산업계의 첫 번째 각성이 일어났습니다. 막대한 재정 및 인적 자원이 풍력 공학 분야에 투자되었고, 풍력 공학의 중요성이 사람들의 마음속에 깊이 자리 잡았습니다. 많은 뛰어난 엔지니어들이 풍력 공학에 대한 특정 지식을 습득하여, 심지어는 원로 풍력 공학 학자들과 견줄 만한 수준에 이르렀습니다. 최근 극한 기상 현상이 태양광 발전소에 미치는 피해가 다시금 주목받으면서 태양광 추적기 업계는 경종을 울리고 있습니다. 수많은 프로젝트가 이전에는 경험해 보지 못한 상황에 직면하고 있으며, 대부분의 극한 기상 조건은 설계 초기 단계에서 검증 및 분석되지 않았습니다. 따라서 앞으로 "대기 과학"은 추적기 설계에서 중요한 고려 사항이 될 것이며, 추적기 산업의 제2의 부흥을 이끌어낼 것으로 예측할 수 있다. ▽ 대기과학은 지구과학의 한 분야입니다. 한편, 많은 외부 기관들도 극한 기상 현상이 태양광 패널에 심각한 문제를 야기한다는 점을 인지하고 있습니다. 예를 들어, VDE와 RETC와 같은 기관들은 우박 저항성 연구 분야에서 탁월한 성과를 거두었습니다. 미국의 독립 비영리 단체인 RMI를 예로 들어보겠습니다. 이 단체는 극한 기상 현상이 태양광 패널에 미치는 영향에 대한 분석 보고서를 세 차례 발간했습니다. 이 보고서들은 상세하고 전문적이며, 업계에 중요한 참고 자료를 제공합니다. 외부 기관의 지원 외에도, 추적기 제조업체들은 자체적으로 실제 기상 데이터를 확보하는 방법을 적극적으로 연구하고 있습니다. 풍동 실험 결과와 비교 및 ​​분석함으로써 추적기 설계를 최적화하고 극한 기상 조건에 대한 대응력을 향상시키는 것을 목표로 합니다.▽ NREL 플랫아이언스 캠퍼스NX와 ATI의 옥외 풍력 발전소 시험 기지 ▽ 스페인의 푸에르토야노 통합 마이크로그리드 프로젝트아크텍 옥외 풍력 발전소 시험 기지 태양광 추적기 산업은 그동안 수많은 어려움과 도전에 직면하며 휘청거려 왔습니다. 극한 기상 현상은 분명 무섭지만 극복할 수 없는 것은 아닙니다. 그러나 산업 변혁의 기로에 선 지금, 더 큰 위기가 조용히 다가오고 있습니다. ➡️저희 웹사이트 방문을 기다리며, 태양 에너지에 대한 더 자세한 기술적인 지식을 함께 나눌 수 있기를 기대합니다: https://www.esolarfirst.com