Impacto do vento numa central de energia solar
Otimização da conceção de uma central solar através de um estudo CFD das pressões geradas pelo vento
Foi efectuado um estudo aprofundado da pressão do vento numa central solar, com o objetivo de otimizar a conceção dos painéis e reduzir a tonelagem de aço utilizada, respeitando as exigências locais. Utilizando a experiência da EOLIOS em CFD (computational fluid dynamics), foram efectuadas simulações avançadas para avaliar as forças exercidas pelo vento em diferentes configurações.
Esta análise detalhada permitiu-nos propor soluções à medida, garantindo uma resistência e estabilidade óptimas para os painéis solares, optimizando a utilização dos recursos e respeitando as normas locais em vigor. Este estudo da pressão do vento é um passo crucial para melhorar a eficiência das centrais solares, reduzir os seus custos, garantir a sua sustentabilidade e minimizar o seu impacto ambiental.
Estudo do impacto do vento numa central de energia solar
Ano
2024
Cliente
NC
Localização
Montpellier
Tipologia
Ar e Vento
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Modelação numérica do vento na central de energia solar
Modelos de vento utilizados
ent, com base na norma EN 1991-1-4 do Eurocódigo 1. Esta abordagem permite determinar as tensões máximas a que as estruturas estariam sujeitas em caso de ventos fortes, de modo a que os componentes da central solar possam ser dimensionados em conformidade, limitando assim o risco de danos em condições meteorológicas adversas. O modelo de vento utilizado tem em conta a variabilidade do vento em função da altitude, tendo em conta factores como a localização geográfica, a orografia local, os coeficientes sazonais e direcionais, o tipo de terreno circundante e a intensidade da turbulência.
Este modelo multifatorial baseado nos dados do Eurocódigo 1 garante resultados precisos que cumprem os requisitos regulamentares. Para obter uma imagem completa das cargas exercidas pelo vento nos painéis solares, foram tidas em conta no estudo diferentes direcções do vento. A análise destas diferentes configurações permitiu-nos identificar o cenário mais crítico em termos de pressão do vento, de modo a podermos adaptar a conceção das estruturas em conformidade.
Geometria e modelação da central fotovoltaica
Para garantir simulações precisas, a geometria de cada painel solar da central fotovoltaica foi meticulosamente modelada em 3D. Esta abordagem permitiu realizar simulações que reflectem fielmente a realidade, tendo em conta a posição de cada painel em relação aos outros. Isto permitiu visualizar e analisar as máscaras aeraúlicas formadas pela disposição dos painéis, ou seja, as zonas onde o vento é perturbado ou dificultado pela presença dos painéis.
Estudo CFD para a conceção de uma central fotovoltaica
A realização de um estudo CFD (dinâmica de fluidos computacional) numa central fotovoltaica oferece uma série de vantagens significativas. Em primeiro lugar, o CFD permite uma análise detalhada dos fluxos de vento em torno dos painéis solares, o que é essencial para compreender as forças exercidas sobre as estruturas. Ao obter uma representação exacta das condições aerológicas, o CFD pode ser utilizado para avaliar as tensões mecânicas sofridas pelos painéis solares e pelos componentes circundantes.
Além disso, embora possam ser obtidos valores padrão aproximados para geometrias simples a partir de conjuntos de dados como o Eurocódigo 1, é frequentemente necessário ter em conta uma geometria mais precisa. geometria mais precisao impacto do número e disposição dos painéise outros parâmetros específicos do caso em questão.
A abordagem CFD permite, por conseguinte, uma melhor compreensão da influência destes factores nos fluxos de ar e, consequentemente, nas pressões geradas.
Finalmente, o estudo CFD permite-nosotimizar a conceção da central fotovoltaica identificando as zonas as zonas de maior cargapropondo soluções adequadas para reforçar a estrutura e ajudando a dimensionar os componentes para uma durabilidade e um desempenho óptimos.
Resultados dos estudos CFD na central de energia solar
Calcular as forças e as pressões geradas pelo vento
No âmbito deste estudo CFD de uma central fotovoltaica, foi possível obter dados precisos sobre as pressões exercidas em todos os pontos das estruturas. Com esta informação, foi gerado um mapa detalhado das pressões médias por zona nos painéis solares. Foram também calculados coeficientes de pressão para cada uma destas zonas, o que nos permite obter variações da pressão média em função da velocidade do vento.
Foram também calculadas as forças globais exercidas em cada estrutura devido às pressões geradas pelo vento. Para tal, os efeitos da pressão nas superfícies inferior e superior dos painéis solares foram tidos em conta, combinados e integrados nas superfícies para obter uma força global. O ponto de aplicação desta força também é determinado, o que é crucial para compreender como estas forças são transferidas e suportadas pelos pés dos painéis solares.
Esta informação sobre forças e pressões fornece informação valiosa para o dimensionamento de estruturas e elementos de suporte de acordo com as tensões mecânicas induzidas pela pressão do vento, de forma a garantir a estabilidade e durabilidade de toda a estrutura.
Impacto da posição do painel solar e da direção do vento
No âmbito deste estudo CFD de uma central fotovoltaica, foi possível obter dados precisos sobre as pressões exercidas em todos os pontos das estruturas. Com esta informação, foi gerado um mapa detalhado das pressões médias por zona nos painéis solares. Foram também calculados coeficientes de pressão para cada uma destas zonas, o que nos permite obter variações da pressão média em função da velocidade do vento.
Foram também calculadas as forças globais exercidas em cada estrutura devido às pressões geradas pelo vento. Para tal, os efeitos da pressão nas superfícies inferior e superior dos painéis solares foram tidos em conta, combinados e integrados nas superfícies para obter uma força global. O ponto de aplicação desta força também é determinado, o que é crucial para compreender como estas forças são transferidas e suportadas pelos pés dos painéis solares.
Esta informação sobre forças e pressões fornece informação valiosa para o dimensionamento de estruturas e elementos de suporte de acordo com as tensões mecânicas induzidas pela pressão do vento, de forma a garantir a estabilidade e durabilidade de toda a estrutura.
Estudo mecânico para otimizar a conceção de estruturas solares
Graças a dados precisos sobre as forças e pressões geradas pelo vento na central solar, é possível realizar estudos mecânicos para otimizar a conceção das estruturas. Em particular, estes estudos permitem determinar aespessura óptima do suporte dos painéis solares ou dos pés, ou o número ótimo de pés, garantindo ao mesmo tempo uma rigidez suficiente para suportar as cargas induzidas pelo vento.
Ao otimizar estes parâmetros, asseguramos em primeiro lugar que a central fotovoltaica é capaz de suportar os ventos mais fortes, garantindo assim a segurança e a durabilidade da instalação. Além disso, ao reduzir ao mínimo a quantidade de matérias-primas necessárias, sem comprometer a robustez e funcionalidade da estruturaestrutura, podemos também conseguir poupanças significativas.
Isto traduz-se não só em benefícios económicos para os operadores da central de energia solar, mas também em benefícios ambientais ao reduzindo a pegada de carbono associada aos materiais utilizados.
Resumo em vídeo do estudo
Resumo em vídeo do estudo - Pressão do vento numa central de energia solar
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