EOLIOS, ein einzigartiges Know-how in Europa
EOLIOS untersucht die Windeinwirkungen auf Gebäude und die Windwirkungen in der Stadt mittels CFD-Simulation — und stellt dieselbe Expertise in den Dienst Ihrer Solarkraftwerke und Projekte erneuerbarer Energien, um deren Standfestigkeit gegenüber Extremwinden zu gewährleisten.
Die CFD (Computational Fluid Dynamics oder numerische Strömungsmechanik) ist eine Simulationsmethode, die die Gleichungen der Luftströmung numerisch löst. Sie ermöglicht es, die Geschwindigkeiten, Drücke und Windlasten an jedem Punkt eines Standorts sichtbar zu machen und zu quantifizieren — ein echter numerischer Windkanal, ohne physische Tests.
Windstudie
- Analyse von Böen & dominanten Winden
- Ungünstigste Szenarien (W50)
Strömungsanalyse
- Luftbewegungen auf und um die Module
- Drücke, Kräfte und Drehmomente
Bemessung
- Prüfung der Grenzwerte der Module
- Technische Lösungen gegen das Abheben
Aufbau eines Photovoltaik-Kraftwerks
Die Photovoltaik-Kraftwerke bestehen aus einer großen Zahl von Photovoltaikmodulen (PV), die in Reihe und parallel geschaltet sind, um Strom zu erzeugen. Sie können an sehr unterschiedlichen Orten installiert werden, insbesondere auf Parkplätzen, in Ebenen und auf dem Meer. Sie müssen sehr verschiedenen Wetterbedingungen standhalten: Regen, Stürme, extreme Temperaturen und vor allem Windböen. Dieser Wind hängt vom Standort des Kraftwerks ab: auf dem Meer ist er beispielsweise stärker.
EOLIOS hilft Ihnen, die Anlagen Ihres Photovoltaik-Kraftwerks zu dimensionieren, indem die Abhebrisiken der PV-Module durch starke Windböen untersucht werden.
Die Solarmodule eines Kraftwerks bestehen aus Silizium und können monokristallin oder polykristallin sein. Ihre Lebensdauer beträgt etwa 20 Jahre. Um maximale Sonneneinstrahlung einzufangen, sind einige Module mit Trackern ausgestattet, die es ermöglichen, ihre Neigung je nach Sonnenstand im Tagesverlauf zu verändern. Diese Technologie macht sie empfindlicher gegenüber Störungen als feste Module: das Abhebrisiko durch Wind ist höher, weshalb Dämpfungssysteme installiert werden, um die PV-Module zu schützen.
Außerdem werden diese von Trägern gestützt, die auf verschiedene Weise befestigt sein können — etwa an einem Motor im Fall des Moduls mit Tracker. Diese gesamte Struktur kann durch Windböen verformt werden, die eine ungleichmäßige Kraft und damit ein Drehmoment auf das PV-Modul ausüben.
Analyse von Wind und Böen
EOLIOS untersucht die Windeinwirkungen auf Gebäude oder die Windwirkungen in der Stadt mittels CFD-Simulation, aber wir können Ihnen auch helfen, die Wirkungen von Wind und Böen auf Ihr Solarkraftwerk zu analysieren. Der Wind kann die äußeren Photovoltaikmodule schwer beschädigen: er übt einen Druck auf die Modulfläche aus. Ist die aufgebrachte Kraft zu groß, können sie abgerissen, gelöst und damit beschädigt werden. Es ist daher wichtig, die PV-Kraftwerke gegen Wind und Böen abzusichern — diese erheblichen Überschreitungen der Windgeschwindigkeit. Die Bemessung und der Schutz des Kraftwerks sind somit eine zentrale Herausforderung für die Solarindustrie.
Um die Auslegung des Systems zu optimieren, werden die Studien im ungünstigsten Szenario durchgeführt, das heißt mit den ungünstigsten, aber auch häufigsten Winden. Die Analyse der Windrosen für verschiedene Zeiträume nahe dem Projekt gibt Aufschluss über die dominanten Winde des Standorts. Die ungünstigsten Luftgeschwindigkeiten — die höchsten im Jahr aus den Wetterdaten gemessenen — werden als Eingangsparameter der Studie verwendet.
Wir beziehen uns auf den Nationalen Anhang DIN EN 1991-1-4 (Eurocode 1), um die Winddrücke auf die Struktur zu simulieren und zu berechnen, mit einer Bezugswindgeschwindigkeit, die einer jährlichen Überschreitungswahrscheinlichkeit von 0,02 entspricht (Ereignis mit 50-jähriger Wiederkehrperiode, also W50).
Windsimulation für ein Photovoltaik-Kraftwerk
Die CFD-Simulation beruht auf einem präzisen und detaillierten 3D-CFD-Modell des Projekts. Es umfasst eine präzise Modellierung der Module des Photovoltaik-Kraftwerks sowie der unmittelbaren Umgebung des Standorts in einem Umkreis von 500 m. Die Topographie wird ebenfalls berücksichtigt. Ein Netz dieses Modells wird erzeugt und an den geeigneten Stellen verfeinert.
CFD-Simulationen werden durchgeführt, um die Luftbewegungen auf und um die PV-Module sichtbar zu machen. Mehrere Szenarien — mit verschiedenen Winden und verschiedenen Modulneigungen — werden untersucht, um die möglichen technischen Lösungen gegen das Abheben zu bestimmen, für einen horizontal zum Boden verlaufenden Wind, der höhere Drehmomente erzeugt, wenn das Modul stärker geneigt ist. Dank der CFD ist es somit möglich, die Drehmomente und Kräfte zu berechnen und zu bestimmen, ob diese die Grenzwerte der PV-Module überschreiten.
EOLIOS begleitet Sie bei der Windbemessung
EOLIOS kann vollständige CFD-Studien des Projektstandorts durchführen. Diese Studien können in großem Maßstab, an großen Photovoltaik-Kraftwerken, mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden — im Dienste der Windstandfestigkeit Ihrer Solarkraftwerke und Projekte erneuerbarer Energien.
