CFD-Studie zu extremen Windverhältnissen in Solarmodulen und Solarkraftwerken
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- Windstudie
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- Dimensionierung
Aufbau einer Photovoltaikanlage
Photovoltaikanlagen bestehen aus einer großen Anzahl von Photovoltaikmodulen (PV), die in Reihe und parallel geschaltet sind, um Strom zu erzeugen. Sie können an vielen Orten installiert werden, wie z.B. auf Parkplätzen, in Ebenen oder auf dem Meer. Sie müssen mit zahlreichen Unwettern wie Regen, Stürmen, extremen Temperaturen und vor allem Windböen fertig werden. Diese Winde sind abhängig vom Standort des Kraftwerks: Auf dem Meer sind sie stärker.
EOLIOS hilft Ihnen bei der Dimensionierung Ihrer PV-Anlagen, indem es das Risiko des Abreißens von PV-Modulen bei starken Windböen untersucht.
Die Solarpaneele der Kraftwerke bestehen aus Silizium und können monokristallin oder polykristallin sein. Ihre Lebensdauer beträgt etwa 20 Jahre. Um ein Maximum an Sonnenstrahlung einzufangen, sind einige Solarpaneele mit Trackern ausgestattet, die ihre Neigung entsprechend dem Sonnenstand im Laufe des Tages verändern können. Diese Technologie macht sie anfälliger für Störungen als ein fest installiertes Modul. Daher werden Dämpfungssysteme installiert, um die PV-Module zu schützen.
Darüber hinaus werden sie von Längsträgern gestützt, die auf verschiedene Weise befestigt werden können, z.B. an einem Motor im Falle eines Moduls mit Nachführung. Die gesamte Struktur kann durch Windböen verformt werden, die eine heterogene Kraft und damit ein Drehmoment auf das PV-Modul ausüben.
Analyse von Wind und Böen
EOLIOS untersucht den Windwiderstand von Gebäuden. die Wirkung von Wind auf Gebäude oder die Auswirkungen von Wind in Städten durch CFD-Simulation Wir können Sie aber auch dabei unterstützen, die Auswirkungen von Wind und Böen auf Ihr Solarkraftwerk zu analysieren. Wind kann PV-Module, die im Freien aufgestellt werden, ernsthaft beschädigen. Er übt Druck auf die Oberfläche der Module aus. Wenn die Kraft auf die Paneele zu groß ist, können sie abreißen, sich lösen und dadurch beschädigt werden. Es ist daher wichtig, PV-Kraftwerke gegen Wind und Böen zu sichern, die große Windgeschwindigkeiten überschreiten. Die Dimensionierung dieses Kraftwerks und sein Schutz ist daher ein wichtiges Thema im Solarbereich.
Um die Systeme bestmöglich zu dimensionieren, werden die Studien im schlimmsten Fall durchgeführt, d.h. mit den ungünstigsten, aber auch den häufigsten Winden. Durch die Analyse von Windrosen über verschiedene Zeiträume in der Nähe des zu untersuchenden Projekts können die vorherrschenden Winde am Standort ermittelt werden. Die ungünstigsten Luftgeschwindigkeiten, d.h. die höchsten über das Jahr gemessenen Geschwindigkeiten, werden als Eingangsparameter für die Studie verwendet.
Wir beziehen uns auf denNationalen Anhang NF EN 1991-1-4(Eurocode 1), um den Winddruck auf das Bauwerk zu simulieren und zu berechnen, mit einer Referenzwindgeschwindigkeit, die einer jährlichen Überschreitungswahrscheinlichkeit von 0,02 entspricht (Ereignis mit einer Wiederkehrperiode von 50 Jahren, d.h. W50).
Windsimulation für eine Photovoltaikanlage
Die CFD-Simulation wird auf der Grundlage eines präzisen und detaillierten 3D-CFD-Modells des Projekts durchgeführt. Es umfasst eine genaue Modellierung der Module der Photovoltaikanlage und dernäheren Umgebung des Standorts auf 500 m. Das CFD-Modell wird von einem Computer erstellt. Die Topographie wird ebenfalls berücksichtigt. Ein Netz aus diesem Modell wird erstellt und an den entsprechenden Stellen verfeinert.
CFD-Simulationen werden durchgeführt, um die Luftbewegungen auf den PV-Modulen und um sie herum zu visualisieren. Verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen Winden und Modulneigungen werden untersucht, um mögliche technische Lösungen gegen das Abreißen der Module bei horizontalen Winden zu bestimmen, was zu höheren Drehmomenten führt, wenn das Modul stärker geneigt ist. Mit Hilfe von CFD ist es daher möglich, Drehmomente und Kräfte zu berechnen und festzustellen, ob diese über den Grenzwerten für PV-Module liegen.
EOLIOS unterstützt Sie bei der Winddimensionierung von Solarkraftwerken und Ihren erneuerbaren Projekten.
EOLIOS ist in der Lage, vollständige CFD-Studien des Projektstandorts durchzuführen. Diese Studien können in großem Maßstab, für große Photovoltaikanlagen und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
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