Dit artikel maakt onderdeel uit van een drieluik. Het vorige deel, over de ontwikkeling van FlatFix Wave, lees je hier terug.

Om ervoor te zorgen dat je panelen niet van het dak waaien tijdens een hevige storm, worden PV-systemen onderworpen aan windtunneltesten. Hoe simuleer je een storm?

Jeroen Weller, Manager Research & Compliance bij Esdec, deelt hoe het proces in zijn werk gaat: "Een hoek van 10 graden is voor ons montagesysteem de gulden middenweg gebleken; bij deze hoek vang je alsnog een royale hoeveelheid zon, zonder dat de panelen al te veel wind vangen. Je zoekt een balans tussen de maximale zonopname, terwijl je de minste last van de wind hebt.”

Figuur bepaalt
Samen met de geografische ligging bepaalt de hoogte en de vorm van een gebouw in sterke mate de hoeveelheid windbelasting die op de PV systemen inwerkt. “Hoe een gebouw is vormgegeven is wellicht de belangrijkste parameter voor hoe de wind het PV-systeem beïnvloedt." Het PV-systeem moet zo zijn vormgegeven dat deze zich zo goed mogelijk aanpast aan de optredende piek winddrukken, zonder deze nog verder te verhogen.  “Daarom passen we in de windrijke gebieden schuine zijplaten toe die het systeem grotendeels afsluiten, zodat de wind niet onder de panelen waait.”

Er zijn verschillende partijen waarmee montagesysteemfabrikanten kunnen samenwerken op het gebied van windtunneltesten. “Wij hebben voor Peutz gekozen omdat dit een bedrijf is dat met ons meedenkt en tegelijkertijd ook innovatief is”, benoemt Weller. In een markt die nog sterk in ontwikkeling is, levert dat volgens hem voor het bedrijf grote meerwaarde op.

Drukvereffening
Tijdens de windtunneltesten bij Peutz maakt Esdec gebruik van schaalgrootte 1 op 15. De windtunnel is speciaal aangepast om op deze schaal correct onder andere de grenslaag, omgevingsturbulentie en de invloed van het gebouw te modelleren.

Vanuit historie zijn de meeste windtunnelpartijen echter gewend om de schaal 1 tot 200 tot 1 tot 50 aan te houden, omdat dit in de bouw ook gewoon is, legt Weller uit. “Dit is jarenlang de standaard geweest, totdat Peutz besloot dat ze een nauwkeurigere schaal wilden hanteren speciaal voor PV panelen, namelijk de schaal 1:15.” Het voordeel van deze grotere schaal is dat het gunstige effect van de schuine zijplaten, spleetbreedtes en de afstand tussen panelen goed kan worden meegenomen. Deze zorgen namelijk voor drukvereffening (red. het verschil tussen de uitwendige en inwendige druk). “We hebben die drukvereffening nodig. Die spleten zijn er niet omdat we geen zin hadden om het systeem sluitend af te werken. We hebben dat nodig om het systeem als het ware te laten ademen.”

Schaalmodel
In het testmodel op schaal van de FlatFix Wave zijn op verschillende plekken extra meetpunten toegevoegd. Zo kan Esdec bijvoorbeeld ook de krachten meten waar de zijplaten mee te maken krijgen. “Van de voeten waar het systeem op staat en de zijplaten, tot de spleten; alles is op schaal gemaakt. Esdec levert zelf de ontwerpen van deze schaalmodellen aan”, aldus Weller.

Naar binnen
“Uit eerdere concepttesten bleek dat boutjes, moertjes en klemmen ongeveer 18 procent extra ‘drag’ (red. luchtweerstand) opleveren. Aan de hand daarvan hebben we besloten om het systeem vrij te maken van uitstekende onderdelen. Er is hierom naar binnen gebouwd. Aan de buitenkant heb je alleen maar vlakke delen. De panelen worden niet vastgeschroefd, maar vastgeklemd.” Dit zijn dingen die je volgens Weller niet op het eerste oog ziet, maar waar wel degelijk goed over na gedacht is.

Zeldzaam maar van belang
Weller stelt dat er in die windtunneltesten een breed scala aan opstellingen de revue heeft gepasseerd. “We hebben grote en kleinere velden getest, met en zonder zijplaat, maar ook gekeken wat er gebeurt als er alleen midden op het dak iets staat, of alleen een rijtje aan de zijkant.” Zijn dat opstellingen die vaak voorkomen? “Zeker niet, maar om tot een robuuste berekeningsmethode te komen, moet je juist ook de extremen meten.

Weller sluit af: “Alle data uit de metingen hebben we verwerkt in onze methodiek van ballasteren. Die methodiek heeft Peutz zelf ook gecontroleerd.”

Verifiëren
De meeste partijen stoppen hier. Esdec besloot om het proces een staartje te geven, met mechanische testen. “We zijn de mechanische koppeling gaan testen middels zogenoemde lift-testen. Dat wil zeggen dat we panelen optillen om te zien wat de overige panelen waaraan deze gekoppeld zijn vervolgens doen.”

Meer over de mechanische testen lees je eind mei in het derde deel van het drieluik.