Geluid van fotovoltaïsche installaties

Genereren fotovoltaïsche energieprojecten op zonne-energie geluid? Het snelle antwoord is, dat terwijl zonnepanelen  zelf grotendeels stil zijn, de infrastructuur rond grotere commerciële fotovoltaïsche projecten wel geluid genereren. Wij bespreken de componenten van zonne-energieprojecten vanuit het perspectief:  transformatoren, omvormers, opslagapparaten en volgmotoren.

In een typisch zonneproject zet een fotovoltaïsch paneel zonlicht om in gelijkstroom. De panelen kunnen  worden gemonteerd op gemotoriseerde trackers met één of twee assen, die de panelen kantelen om de  energieopwekking te optimaliseren. Deze stroom wordt door stroomomvormers verzameld en omgezet van gelijkstroom naar wisselstroom. Deze omvormers bevinden zich vaak naast stroomtransformatoren die het wisselstroomvermogen naar een medium spanning vergroten. In sommige gevallen worden de omvormers en vermogenstransformatoren gecombineerd in één unit. De stroom kan vervolgens worden opgeslagen in batterijen of andere apparaten. Voor transmissie naar het openbare elektriciteitsnet moet het vermogen worden opgevoerd naar een hogere spanning door een onderstation transformator.

Genereren deze processen geluid? Het snelle antwoord is: “ja”. Terwijl de fotovoltaïsche panelen zonlicht geruisloos omzetten in gelijkstroom, genereert de andere apparatuur, inclusief volgmotoren, omvormers, midden- en hoogspanningstransformatoren en energieopslag geluid. Als gevolg hiervan moet met deze geluiden rekening worden gehouden bij het ontwerpen van grotere zonne-energieprojecten om de geluidseffecten te beperken.

ZONNE-APPARATUUR EN GELUIDSEMISSIES

Zonnepanelen op zichzelf genereren geen geluid. Ze hebben echter wel invloed op het geheel van akoestiek van een zonne-energieproject. De panelen, vooral wanneer de zichtlijn ertussen wordt geblokkeerd (bron en ontvanger), fungeren als geluidsbarrière. Dit effect is echter nog niet grondig genoeg gekwantificeerd en valt buiten het bereik van de meest gebruikelijke algoritmen voor het modelleren van geluidsvoortplanting om ze direct te modelleren. Daarbij, geluid-voortplantingsmodellen zullen de neiging hebben om de werkelijke geluidsniveaus van bronnen omgeven door zonne-energie te overschatten(bijvoorbeeld omvormers en middenspannings-transformatoren.

2.2 Volgmotoren

Volgmotoren zijn kleine motoren die de panelen draaien, zodat ze de locatie van de zon in de lucht ‘volgen’ . Niet alle zonne-energieprojecten maken gebruik van volgmotoren, maar als ze worden gebruikt, zijn ze akoestisch gezien een bijdrage aan een project dat in aanmerking moet worden genomen.  De algehele geluidsemissies van de trackers variëren afhankelijk van de totale grootte en het type.

2.3 Omvormers

Omvormers zetten de door de zonnepanelen opgewekte gelijkstroom om in wisselstroom. Ze kunnen ook worden gebruikt voor VAR-ondersteuning. Omvormers zijn over het algemeen verkrijgbaar in drie typen: micro, string en centraal. Micro omvormers zijn klein en worden doorgaans geassocieerd met enkele panelen. Deze worden echter zelden gebruikt in commerciële installaties. Stringomvormers voorzien in de stroom van een reeks zonnepanelen rijen. Centrale omvormers zetten de stroom van een groot deel of het hele project in één keer om. 

2.4 Midden- en hoogspanningstransformatoren 

Een grotere fotovoltaïsche installatie op zonne-energie heeft meestal twee soorten transformatoren. De eerste zijn gemiddeld spanningstransformatoren die zich vaak naast de omvormers bevinden. Deze transformatoren zijn meestal passief gekoeld. In sommige gevallen zijn de omvormers en middenspannings-transformatoren geïntegreerd binnen hetzelfde kabinet. 

Het tweede type zijn hoogspanningstransformatoren. Deze verbinden het gehele project met het nutsbedrijf distributienet door het vermogen op te voeren van de middenspanning naar de spanning van de stroom lijn. Meestal is er één hoogspanningstransformator in een project, maar bij grotere projecten kunnen er meer zijn. Deze transformatoren hebben vaak een twee- of drietrapskoeling, inclusief het gebruik van koelventilatoren.

2.5 Energieopslag

Zonneprojecten hebben als nadeel dat ze alleen stroom opwekken als de zon schijnt. Vaak is de grootste elektriciteitsvraag van commerciële bedrijven overdag en van consumenten echter 's avonds. Er worden zonne-energieprojecten gebouwd met energieopslagapparaten, zoals batterijen. In dit systeem wordt gedurende de dag opgewekte stroom gebruikt om de batterijen op te laden, waardoor de stroom in de accu vrijkomt in de avond. Bij het laden en ontladen van de accu’s ontstaat warmte, die afgevoerd moet worden met behulp van ventilatoren of koelmachines. Deze koelunits vertegenwoordigen over het algemeen de belangrijkste geluidsbron van de energieopslagsystemen. Het geluid van energieopslagsystemen is zeer gevarieerd, aangezien de systemen kunnen variëren van geïntegreerde buitenunits, containersystemen of bouwsystemen.

2.6 Bouw- en autoverkeer

Bouwlawaai is een kortdurend onderdeel van de totale geluidsimpact van zonne-energieprojecten. De omvang van de impact gedurende die tijd zal afhankelijk zijn van de afstand tussen apparatuur en het dichtstbijzijnde object (kantoorgebouw, woning etc.)  en het vereiste type apparatuur. Voor beboste locaties is bijvoorbeeld apparatuur voor het kappen van bomen nodig en op meer bergachtige locaties kan het zijn dat er in beperkte mate moet worden gesprongen of gesteente moet worden geboord. In de gebouwde omgeving zoals wij die in Nederland kennen, zal vaak het plaatsen van zonnepanelen onderdeel uitmaken van het gehele bouwproject en de daarbij behorende overlast voor wat betreft de bouw en verkeer naar de bouwplaats.

GELUIDSPROPAGATIEMODELLERING VOOR ZONNEPROJECTEN

Modellering van geluidsvoortplanting voor zonne-energieprojecten wordt gecompliceerd door verschillende factoren die inherent zijn aan zonne-energie:

- De geluidsproductie is afhankelijk van het tijdstip van de dag.

- Omvormers genereren het meeste geluid tijdens zonnige dagen. Terwijl ze dat doorgaans niet doen ’s nachts. Omvormers kunnen worden gebruikt voor VAR-regeling (Voltage-Ampère Reactief) 's nachts; in dat geval zullen ze af en toe 's nachts geluid genereren.  

- Transformatoren staan ​​dag en nacht onder stroom, maar de koelventilatoren werken vaak alleen gedurende de dag.

- Energieopslag genereert overdag en 's avonds geluid, maar toch meestal zonder geluid ‘s-nachts. Geluid plant zich het minst efficiënt voort tijdens zonnige dagen.

- Zonnepanelen kunnen een geluidsbarrière vormen, maar dat effect is lastig te kwantificeren.

CONCLUSIES

De ervaring met het uitvoeren van geluidsbeoordelingen van zonne-energieprojecten heeft geresulteerd in de volgende zogenaamde “best practices:

- Beoordeel de geluidseffecten voor zowel overdag als 's nachts, ook al is het waarschijnlijk dat de enige opmerkelijke nachtelijke geluidsbron de projecttransformatoren zullen zijn.

- Neem bij de beoordeling mee: bronnen van zonnepanelen: omvormers (string- of centraal type), middenspannings-transformatoren, en volgmotoren (indien aanwezig). Substation bronnen: hoogspannings-transformatoren en energieopslagbronnen: omvormers/gelijkrichters, middenspannings-transformatoren, koeling ventilatoren en/of andere HVAC-apparatuur.

- Gebruik indien beschikbaar fabrikant specifieke geluidsemissiegegevens.

- Modellering van geluidsvoortplanting moet worden uitgevoerd in overeenstemming met verplichte technische normering en wetgeving.

De DIA Groep heeft veel ervaring bij de juiste oplossingen voor de toepassing van zonnepanelen in renovatie en nieuwbouw projecten. Onafhankelijk, duurzaam advies op het gebied van installatietechniek, exploitatietechniek en brandveiligheid. Onze referentieprojecten spreken voor zich!