Forscher des Materials Science Center an der PLS Universität in Sophia Antipolis (Frankreich) haben einen neuen Ansatz zum Schutz von Solarmodulen vor rauen Wetterbedingungen vorgeschlagen.

Eine wissenschaftliche Arbeit mit dem Titel „Kombination von maschinellem Lernen und numerischer Strömungsmechanik zur Optimierung des Neigungswinkels von Solarmodulen bei windigem Wetter“, die in der Fachzeitschrift Physics of Fluids veröffentlicht wurde, zeigt, dass es derzeit keine optimale Methode für die sichere Positionierung von Solarmodulen bei windigen Bedingungen gibt.

Herkömmliche Methoden erfordern oft, dass Solarpaneele parallel zum Boden ausgerichtet werden, sobald eine bestimmte Windgeschwindigkeit erreicht ist. Obwohl dies in manchen Fällen effektiv ist, verhindert diese Vorgehensweise die Energieerzeugung der Paneele und schützt sie zudem nicht vor maximalen Windgeschwindigkeiten.

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In Vietnam werden im Rahmen eines Solarenergieprojekts Solarpaneele installiert. Foto: Xuan Ngoc.

Das neue System des Forschungsteams ermöglicht es dem Solarpanel, seinen optimalen Winkel zur Sonne anzupassen, um dank des Einsatzes immer häufiger verwendeter Solartracker-Aktuatoren weiterhin Strom zu erzeugen.

Diese Methode kombiniert hochentwickelte Windsimulationen und maschinelles Lernen, um den Winkel jedes Solarpanels bei starkem Wind zu optimieren.

„Durch die Kombination von fortgeschrittener Fluiddynamik und künstlicher Intelligenz haben wir einen innovativen Weg gefunden, um mit windbedingten Risiken umzugehen und die Nachhaltigkeit von Systemen für erneuerbare Energien zu erhöhen“, sagte der Autor des Berichts, Elie Hachem.

Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen betrachtet dieser neue Rahmen Solarpaneele als unabhängige „Entscheidungsträger“ und bietet datengestützte Lösungen zur Minderung der Auswirkungen von Windenergie.

„Es ist, als würde man den Solarmodulen beibringen, ‚mit dem Wind zu tanzen‘, um Schäden zu minimieren und die Stromerzeugung bei starkem Wind zu schützen“, fügte Elie Hachem hinzu.

Das Forschungsteam testete diesen methodischen Rahmen hinsichtlich verschiedener Schadensrisiken wie Reißen, Vibrationen und Materialermüdung. Die Ergebnisse zeigten, dass die neue Methode die aerodynamische Belastung sowohl an zwei- als auch an dreidimensionalen Modellen mit sechs am Boden installierten Solarmodulen bei Windgeschwindigkeiten von 50 km/h minimierte. Sie übertraf herkömmliche Schutzmethoden um mehrere zehn Prozent.

Das Forschungsteam geht davon aus, dass dieses System mithilfe künstlicher Intelligenz und Versuch-und-Irrtum-Methoden innovative Lösungen für die Steuerung großflächiger Solaranlagen unter starken Windbedingungen finden und gleichzeitig bestehende Ingenieurs- und Praxiserfahrungen effektiv ergänzen kann.

Dieser Ansatz stellt nicht nur traditionelle Methoden in Frage, sondern bietet auch eine flexible, breit anwendbare Lösung zur Steigerung der Resilienz in realen Situationen.

(Laut PV-Magazin)

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