Solar Under Storm Teil II: Entwicklung Hurrikanresistenter PV-Systeme

2023 Autor: Isabella Ferguson | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-11-26 12:43

In den letzten drei Jahren haben schwere Hurrikane die Inselstaaten verwüstet. Die Hurrikane Harvey, Irma, Maria und Dorian verursachten katastrophale Schäden an Häusern, Infrastruktur und Wirtschaft im gesamten karibischen Becken. Gleichzeitig nimmt die Nutzung von Photovoltaik (PV) auf den karibischen Inseln zu, was zur Kostensenkung und Verbesserung der Stromnetze beiträgt. Und während einige Solaranlagen durch die Winde der Orkanstärke zerstört wurden, blieben viele intakt. Im Jahr 2017 entsandte das Rocky Mountain Institute Expertenteams für Tragwerksplanung in die Karibik, um die Überlebenschancen und Ausfälle von PV-Freiflächensystemen zu untersuchen. Der 2018 veröffentlichte Solar Under Storm-Bericht von RMI erörterte die Ursachen von PV-Systemausfällen durch Hurrikane und beschrieb Empfehlungen für den Bau widerstandsfähigerer PV-Kraftwerke.

RMI und Partner sind kürzlich in die Karibik zurückgekehrt, um das gleiche Vorkommnis bei PV-Dachsystemen zu untersuchen. Warum haben einige der PV-Dachanlagen Hurrikans nahezu unbeschadet überstanden, während andere große Schäden davongetragen haben? Der neueste Bericht von RMI, Solar Under Storm Part II: Select Best Practices for Resilient Roof-Mount PV Systems with Hurricane Exposure, der zusammen mit der Clinton Climate Initiative und FCX Solar entwickelt und verfasst wurde, beantwortet diese Frage und beweist, dass Solar-PV auf dem Dach widerstandsfähig gemacht werden kann gegen geringen Aufpreis.

- RMI (@RockyMtnInst) 18. Februar 2020

Fehler sind nur die halbe Wahrheit

Da Gebäude und Dächer stark variieren, ist es schwierig, eine übergreifende Schlussfolgerung zu ziehen, um die Vielfalt der Auswirkungen von Hurrikanen auf PV-Dachsysteme zu erklären. Um Solarinstallateuren, Versorgungsunternehmen, Netzplanern und sogar Einzelpersonen zu helfen, ihre eigenen PV-Systeme zu installieren, enthält Solar Under Storm Teil II Feldbeobachtungen, über 500 Bilder und Expertenanalysen, um Möglichkeiten zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von PV-Dachanlagen zu empfehlen.

Es ist wichtig, nicht nur zu erkennen, warum einige Systeme bei Winden mit Orkanstärke versagen. Es ist auch von entscheidender Bedeutung, kostengünstige Möglichkeiten zu entwickeln, um diese Ausfälle zu vermeiden. Dazu betrachtete RMI sowohl die erwarteten Materialkosten für die Implementierung einer Minderungsmaßnahmen zur Vermeidung eines bestimmten Fehlers als auch die Auswirkungen dieser Minderungsmaßnahmen auf die Gesamtbetriebskosten. Die Gesamtbetriebskosten können auf zwei Arten gesenkt werden: Verringerung des wirtschaftlichen Gesamtschadens und Verringerung der Häufigkeit einzelner Ausfälle. Durch die Reduzierung des wirtschaftlichen Gesamtschadens wird weniger Geld für den Austausch von Teilen ausgegeben. Und die Reduzierung der Fehlerhäufigkeit verlängert die Betriebszeit des PV-Systems, indem der Zeitaufwand für die Behebung kleinerer Probleme minimiert wird, insbesondere kaskadierender Probleme, die zu großen, teuren Ausfällen führen können, wenn sie nicht sofort behoben werden.

Der Bericht beschreibt die verschiedenen Arten, auf die das Team den Ausfall von PV-Systemen bemerkte, die möglichen Maßnahmen zur Minderung und ob diese Maßnahmen pro Watt niedrige, mittlere oder hohe Kosten verursachen würden.

Empfohlene Praktiken

Die Empfehlungen für den Bau einer widerstandsfähigeren Photovoltaik auf dem Dach sind in zwei Kategorien unterteilt: Spezifikationen und Zusammenarbeit. Zu den Spezifikationen gehören die zu verwendenden Arten von Befestigungselementen, die Identifizierung eines Projekt-QA/QC-Prozesses, wo und wie die Module auf dem Dach befestigt werden, die Spezifikation von Hochlast-PV-Modulen und mehr. Viele Systeme verwenden beispielsweise Top-Down-Clips, um Modulgruppen zusammenzufügen. RMI beobachtete, dass diese Clips in 96 Prozent der Systeme versagten. Wenn sich also ein Modul löst und vom Dach abfällt, können sich auch die benachbarten leicht lösen. Unsere Empfehlungen beinhalten die Verwendung von Top-Down-Clips, die nur ein Modul halten oder vorschreiben, dass jedes Modul durch das Dach verschraubt wird.

Die Bedeutung der Zusammenarbeit kann nicht genug betont werden. Alle Beteiligten müssen miteinander reden. Diese Empfehlungen umfassen Vorschläge, wie beispielsweise die Zusammenarbeit von Designern und Installateuren mit Modul- und Regalherstellern für effizientere Lösungen zur Lösung von Windlastherausforderungen sowie von Installateuren und Modullieferanten, die zusammenarbeiten, um die lokale Verfügbarkeit bestimmter Module, Regale und Befestigungselemente sicherzustellen. Es ist eine Sache, eine spezifische Dachlösung zu spezifizieren, die Winden mit Orkanstärke standhält, aber all diese Geräte müssen lokal verfügbar und zu einem vernünftigen Preis sein, um die Widerstandsfähigkeit des Systems zu gewährleisten.

Die Kosten für Resilienz

Ungeachtet dessen, was man meinen könnte, sind die zusätzlichen Kosten für die Umsetzung der Empfehlungen in beiden Solar Under Storm-Berichten relativ gering. RMI schätzt, dass bei kommerziellen Projekten im Allgemeinen eine Erhöhung der Engineering-, Beschaffungs- und Baukosten um etwa 5 Prozent anfallen würde, um die empfohlenen Best Practices umzusetzen. Bei einer typischen 20-Kilowatt-Schrägdachinstallation bedeutet dies zusätzliche 2.200 US-Dollar. Dies ist gut angelegtes Geld für Projekte, die 25 Jahre lang saubere erneuerbare Energie bereitstellen sollen.

Widerstandsfähige Energie im Angesicht von Hurrikanen

Die Energieerzeugung mit Solar-PV ist eine kostengünstige und zuverlässige Lösung für die Stromerzeugung in der Karibik. Derzeit sind über 570 Megawatt Solarenergie auf Dächern, Parküberdachungen und großen Landstrichen auf den karibischen Inseln installiert. Doch die zunehmende Häufigkeit und Heftigkeit von Stürmen stellt eine Bedrohung für diese PV-Anlagen dar. Die Einbeziehung der Empfehlungen in die beiden Solar Under Storm-Berichte kann jedoch die Zuverlässigkeit und Überlebensfähigkeit dieser Systeme erhöhen, indem sie das Licht in Häusern und Schulen, Wasserpumpen und Abwassersysteme funktionstüchtig hält und die medizinische Ausrüstung in Krankenhäusern in Betrieb hält.

Solar Under Storm Teil II bietet eine Reihe von Best Practices in Bezug auf Spezifikationen von Geräten und Verfahren, die zu einem Bruchteil zusätzlicher Kosten implementiert werden können, zusammen mit einem Rahmen für die kontinuierliche Zusammenarbeit. Dieser Bericht wird Solarfachleuten helfen, saubere, zuverlässige Energie zu liefern, die selbst bei Hurrikanen und anderen extremen Stürmen Strom liefert.

Weiterlesen: Solar Under Storm: Entwicklung Hurrikan-resistenter PV-Systeme Teil I und II

Ausgewähltes Foto von Danny Parker & Lisa Parker