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Auswirkungen des Windes auf ein Solarkraftwerk

Optimierung des Designs eines Solarkraftwerks durch eine CFD-Studie der durch den Wind erzeugten Drücke

An einem Solarkraftwerk wurde eine umfassende Winddruckstudie durchgeführt, um das Design der Paneele zu optimieren und die Tonnage des verwendeten Stahls zu reduzieren, während gleichzeitig die lokalen Anforderungen erfüllt wurden.
Mit Hilfe der CFD-Kompetenz von EOLIOS wurden fortgeschrittene Simulationen durchgeführt, um die Windkräfte in verschiedenen Konfigurationen zu bewerten.

Diese detaillierte Analyse ermöglichte es, maßgeschneiderte Lösungen vorzuschlagen, die eine optimale Stärke und Stabilität der Solarpaneele gewährleisten und gleichzeitig die Nutzung der Ressourcen optimieren und die geltenden lokalen Normen einhalten.
Diese Winddruckstudie ist ein entscheidender Schritt, um die Effizienz von Solarkraftwerken zu verbessern, ihre Kosten zu senken, ihre Nachhaltigkeit zu gewährleisten und ihre Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren.

Luft & Wind

Studie über die Auswirkungen des Windes auf ein Solarkraftwerk

Jahr

2024

Kunde

Lokalisierung

Montpellier

Typologie

Luft & Wind

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Numerische Modellierung des Windes auf dem Sonnenkraftwerk

Verwendete Windmodelle

ent, basierend auf der Norm EN 1991-1-4 des Eurocode 1.
Dieser Ansatz ermöglicht es, die maximalen Belastungen zu bestimmen, denen die Strukturen bei starkem Wind ausgesetzt wären, um die Elemente des Solarkraftwerks entsprechend zu dimensionieren und so das Risiko von Schäden bei ungünstigen Wetterbedingungen zu begrenzen.
Das verwendete Windmodell berücksichtigt die Variabilität des Windes in Abhängigkeit von der Höhe , wobei Faktoren wie der geografische Standort, die lokale Orographie, Saison- und Richtungskoeffizienten, die Art des umliegenden Geländes und die Intensität der Turbulenz berücksichtigt werden.

Dieses Modell mit mehreren Faktoren, das auf den Daten des Eurocode 1 basiert, gewährleistet genaue Ergebnisse, die den gesetzlichen Anforderungen entsprechen.
Um ein vollständiges Bild der Windlasten auf die Solarmodule zu erhalten, wurden in der Studie verschiedene Windrichtungen berücksichtigt.
Die Analyse dieser verschiedenen Konfigurationen ermöglichte es, das kritischste Szenario in Bezug auf den Winddruck zu identifizieren, um das Design der Strukturen entsprechend anzupassen.

Geometrie und Modellierung der Photovoltaikanlage

Um genaue Simulationen zu gewährleisten, wurde die Geometrie jedes einzelnen Solarmoduls der PV-Anlage in 3D modelliert.
Dadurch konnten Simulationen durchgeführt werden, die die Realität genau widerspiegelten und die Position der einzelnen Module im Verhältnis zueinander berücksichtigten.
Dies ermöglichte die Visualisierung und Analyse der Luftmasken, die durch die Anordnung der Paneele gebildet werden, d.h. die Bereiche, in denen der Wind durch die Paneele gestört oder behindert wird.

CFD-Studie für den Entwurf einer Photovoltaikanlage

Die Durchführung einer CFD-Studie (computational fluid dynamics) für eine Photovoltaikanlage bietet mehrere bedeutende Vorteile.
Zunächst einmal ermöglicht CFD eine detaillierte Analyse der Windströmungen um die Solarmodule, was für das Verständnis der auf die Strukturen ausgeübten Kräfte von entscheidender Bedeutung ist.
Durch die genaue Darstellung der aerologischen Bedingungen ermöglicht CFD die Bewertung der mechanischen Belastungen, denen die Solarmodule und die umliegenden Komponenten ausgesetzt sind.

Darüber hinaus können zwar ungefähre Standardwerte für einfache Geometrien aus Datensätzen wie Eurocode 1 abgeleitet werden, doch ist es oft notwendig, die Geometrie des Bauwerks zu berücksichtigen. genauere Geometrie, l’impact du Anzahl und Anordnung der Platten untereinanderDie Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Berechnung der Anzahl der Paneele, der Anordnung der Paneele und anderer spezifischer Parameter für den untersuchten Fall von Bedeutung ist.

Der CFD-Ansatz ermöglicht daher ein besseres Verständnis des Einflusses dieser Faktoren auf die Luftströme und damit auf die erzeugten Drücke.

Schließlich kann die CFD-Studie dazu dienen, die Planung der Anlage zu optimieren.das Design der Photovoltaikanlage zu optimieren. indem die Bereiche identifiziert werden, in denen die Anlage am besten funktioniert. Bereiche mit der höchsten BelastungSie schlägt geeignete Lösungen zur Verstärkung der Strukturierung vor und hilft bei der Planung der Konstruktion. die Dimensionierung der Elemente für eine optimale Haltbarkeit und Leistung..

Ergebnisse der CFD-Studien über das Sonnenkraftwerk

Berechnung der vom Wind erzeugten Kräfte und Drücke

Im Rahmen dieser CFD-Studie an einer Photovoltaikanlage wurden genaue Daten über den Druck, der an jedem Punkt auf die Strukturen ausgeübt wird, erhalten.
Anhand dieser Informationen wurde eine detaillierte Karte der durchschnittlichen Druckwerte pro Zone auf den Solarmodulen erstellt.
Die Druckkoeffizienten wurden ebenfalls für jede dieser Zonen berechnet, um die Variationen des durchschnittlichen Drucks in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit zu erhalten.

Die Gesamtkräfte, die auf jede Struktur aufgrund der durch den Wind erzeugten Drücke ausgeübt werden, wurden ebenfalls berechnet.
Dazu wurden die Auswirkungen des Drucks auf die oberen und unteren Oberflächen der Solarpaneele berücksichtigt, kombiniert und auf den Oberflächen integriert, um eine Gesamtkraft zu erhalten.
Der Angriffspunkt dieser Kraft wurde ebenfalls bestimmt, was entscheidend ist, um zu verstehen, wie diese Kräfte übertragen und von den Füßen der Solarmodule getragen werden.

Diese Kraft- und Druckinformationen liefern wertvolle Informationen für die Dimensionierung von Strukturen und Stützelementen in Bezug auf die mechanischen Belastungen, die durch den Winddruck induziert werden, um die Stabilität und Dauerhaftigkeit der gesamten Struktur zu gewährleisten.

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Mechanische Studien für ein optimiertes Design von Solarstrukturen

Mit den genauen Daten über die Kräfte und Drücke, die der Wind auf das Solarkraftwerk ausübt, können mechanische Studien durchgeführt werden, um die Dimensionierung der Strukturen zu optimieren.
Diese Studien ermöglichen es, dieoptimale Dicke der Solarmodulträger oder der Stützen oder die optimale Anzahl der Stützen zu bestimmen, während gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit gewährleistet wird, um die durch den Wind verursachten Lasten zu tragen.

Durch die Optimierung dieser Parameter stellen wir zunächst sicher, dass die PV-Anlage den stärksten Winden standhalten kann, was die Sicherheit und Nachhaltigkeit der Anlage gewährleistet.
Darüber hinaus können wir durch die Minimierung der Menge an benötigten Rohstoffen, ohne die Qualität der Anlage zu beeinträchtigen, die Qualität der Anlage verbessern. Robustheit und Funktionalität der StrukturWenn wir die Qualität unserer Produkte verbessern wollen, können wir auch Einsparungen erzielen. erhebliche Einsparungen erzielen..

Dies führt nicht nur zu wirtschaftlichen Vorteilen für die Betreiber des Solarkraftwerks, sondern auch zu Umweltvorteilen durch Reduzierung des CO2-Fußabdrucks der verwendeten Materialien.

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