Search
Close this search box.

تأثير الرياح على محطة الطاقة الشمسية

التصميم الأمثل لمحطة طاقة شمسية باستخدام دراسة CFD للضغوط الناتجة عن الرياح

أُجريت دراسة متعمقة لضغط الرياح على محطة للطاقة الشمسية، بهدف تحسين تصميم الألواح وتقليل حمولة الفولاذ المستخدم، مع تلبية المتطلبات المحلية.
وباستخدام خبرة EOLIOS في مجال ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD)، تم إجراء عمليات محاكاة متقدمة لتقييم القوى التي تمارسها الرياح في تكوينات مختلفة.

وقد مكننا هذا التحليل التفصيلي من اقتراح حلول مصممة خصيصًا تضمن القوة والثبات الأمثل للألواح الشمسية، مع تحسين استخدام الموارد والامتثال للمعايير المحلية المعمول بها.
تعد هذه الدراسة لضغط الرياح خطوة حاسمة في تحسين كفاءة محطات الطاقة الشمسية وتقليل تكاليفها وضمان استدامتها وتقليل تأثيرها على البيئة.

خطوط الطاقة حول محطة طاقة شمسية
المشروع

دراسة تأثير الرياح على محطة للطاقة الشمسية

السنة

2024

العميل

نورث كارولاينا

الموقع

مونبلييه

التصنيف

الهواء والرياح

مواصلة التصفح :

مشاريعنا الأخرى :

آخر الأخبار :

الملف الفني :

خبراتنا

الملف الفني :

هل تحتاج إلى رأي خبير؟

مهندسونا مستعدون للاستماع ومواجهة أي تحدٍ.

النمذجة العددية للرياح في محطة الطاقة الشمسية

نماذج الرياح المستخدمة

على أساس المعيار EN 1991-1-4 من الكود الأوروبي 1.
يتيح هذا النهج إمكانية تحديد الضغوط القصوى التي قد تتعرض لها الهياكل في حالة الرياح القوية، بحيث يمكن تحديد حجم مكونات محطة الطاقة الشمسية وفقًا لذلك، وبالتالي الحد من مخاطر التلف في الظروف الجوية السيئة.
ويأخذ نموذج الرياح المستخدم في الحسبان تقلب الرياح كدالة للارتفاع، مع مراعاة عوامل مثل الموقع الجغرافي والتضاريس المحلية والمعاملات الموسمية والاتجاهية ونوع التضاريس المحيطة وشدة الاضطراب.

يضمن هذا النموذج متعدد العوامل القائم على بيانات الكود الأوروبي 1 نتائج دقيقة تتوافق مع المتطلبات التنظيمية.
للحصول على صورة كاملة للأحمال التي تمارسها الرياح على الألواح الشمسية، تم أخذ اتجاهات الرياح المختلفة في الاعتبار في الدراسة.
من خلال تحليل هذه التكوينات المختلفة، كان من الممكن تحديد السيناريو الأكثر أهمية من حيث ضغط الرياح، بحيث يمكن تكييف تصميم الهياكل وفقًا لذلك.

خرائط السرعة المرجعية وفقًا للرمز الأوروبي
ملف الرياح المستخدم

هندسة ونمذجة محطة توليد الطاقة الكهروضوئية

ولضمان إجراء عمليات محاكاة دقيقة، تم تصميم هندسة كل لوحة شمسية في المحطة الكهروضوئية بدقة ثلاثية الأبعاد. وقد أتاح هذا النهج إمكانية إجراء عمليات محاكاة تعكس الواقع بأمانة، مع الأخذ في الاعتبار موضع كل لوحة بالنسبة للوحات الأخرى. وقد أتاح ذلك إمكانية تصور وتحليل الأقنعة الهوائية التي شكلها تخطيط الألواح، أي المناطق التي تزعج الرياح أو تعيقها بسبب وجود الألواح.

نموذج ثلاثي الأبعاد لقسم محطة الطاقة الكهروضوئية قيد الدراسة

دراسة CFD لتصميم محطة توليد الطاقة الكهروضوئية

يوفر إجراء دراسة ديناميكا الموائع الحسابية (ديناميكيات الموائع الحسابية) على محطة الطاقة الكهروضوئية عددًا من المزايا المهمة.
أولاً، يوفر CFD تحليلاً مفصلاً لتدفقات الرياح حول الألواح الشمسية، وهو أمر ضروري لفهم القوى التي تمارس على الهياكل.
ومن خلال الحصول على تمثيل دقيق للظروف الهوائية، يتيح نظام CFD تقييم الضغوط الميكانيكية التي تتعرض لها الألواح الشمسية والمكونات المحيطة بها.

علاوة على ذلك، على الرغم من أنه يمكن الحصول على قيم قياسية تقريبية للأشكال الهندسية البسيطة من مجموعات البيانات مثل Eurocode 1، إلا أنه غالبًا ما يكون من الضروري مراعاة هندسة أكثر دقة. هندسة أكثر دقةتأثير عدد الألواح وترتيبهاوغيرها من المعلمات الخاصة بالحالة المعنية.

وبالتالي فإن نهج CFD يوفر فهمًا أفضل لتأثير هذه العوامل على تدفقات الهواء وبالتالي على الضغوط المتولدة.

الخطوط الحالية حول دعامة الألواح الشمسية

وأخيرًا، تمكننا دراسة CFD منتحسين تصميم محطة توليد الطاقة الكهروضوئية من خلال تحديد المناطق ذات الحمل الأكبرواقتراح الحلول المناسبة لتعزيز الهيكل والمساعدة على تحديد أحجام المكونات لتحقيق المتانة والأداء الأمثل.

نتائج دراسات CFD على محطة الطاقة الشمسية

حساب القوى والضغوط الناتجة عن الرياح

كجزء من دراسة CFD لمحطة الطاقة الكهروضوئية هذه، كان من الممكن الحصول على بيانات دقيقة عن الضغوط التي تمارس في جميع النقاط على الهياكل.
وباستخدام هذه المعلومات، تم إنشاء خريطة مفصلة للضغوط التي تم حسابها حسب متوسط المناطق على الألواح الشمسية.
كما تم حساب معاملات الضغط لكل منطقة من هذه المناطق، مما أتاح إمكانية الحصول على التغيرات في متوسط الضغط كدالة لسرعة الرياح.

كما تم حساب القوى الكلية المبذولة على كل هيكل بسبب الضغوط الناتجة عن الرياح.
وللقيام بذلك، أُخذت تأثيرات الضغوط على الأسطح السفلية والعلوية للألواح الشمسية في الاعتبار، وتم دمجها ودمجها على الأسطح لإعطاء قوة إجمالية.
كما تم تحديد نقطة تطبيق هذه القوة، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم كيفية انتقال هذه القوى إلى أقدام الألواح الشمسية ودعمها.

توفر معلومات القوة والضغط هذه معلومات قيّمة لتحديد أبعاد الهياكل وعناصر الدعم وفقًا للإجهادات الميكانيكية الناجمة عن ضغط الرياح، وذلك لضمان استقرار ومتانة الهيكل بأكمله.

Image des coefficients de pression issus de la simulation de résistance structurelle d'une centrale solaire sous vent extrême.
ضغط الجدار تحت دعامة الألواح الشمسية

تأثير موضع الألواح الشمسية واتجاه الرياح

كجزء من دراسة CFD لمحطة الطاقة الكهروضوئية هذه، كان من الممكن الحصول على بيانات دقيقة عن الضغوط التي تمارس في جميع النقاط على الهياكل.
وباستخدام هذه المعلومات، تم إنشاء خريطة مفصلة للضغوط التي تم حسابها حسب متوسط المناطق على الألواح الشمسية.
كما تم حساب معاملات الضغط لكل منطقة من هذه المناطق، مما أتاح إمكانية الحصول على التغيرات في متوسط الضغط كدالة لسرعة الرياح.

كما تم حساب القوى الكلية المبذولة على كل هيكل بسبب الضغوط الناتجة عن الرياح.
وللقيام بذلك، أُخذت تأثيرات الضغوط على الأسطح السفلية والعلوية للألواح الشمسية في الاعتبار، وتم دمجها ودمجها على الأسطح لإعطاء قوة إجمالية.
كما تم تحديد نقطة تطبيق هذه القوة، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم كيفية انتقال هذه القوى إلى أقدام الألواح الشمسية ودعمها.

توفر معلومات القوة والضغط هذه معلومات قيّمة لتحديد أبعاد الهياكل وعناصر الدعم وفقًا للإجهادات الميكانيكية الناجمة عن ضغط الرياح، وذلك لضمان استقرار ومتانة الهيكل بأكمله.

Simulation CFD montrant la pression aux parois d'une centrale solaire avec panneaux solaires sous vents extrêmes.
الضغط الممارس على لوحات وحدة التحكم

الدراسة الميكانيكية لتحسين تصميم الهياكل الشمسية

بفضل البيانات الدقيقة عن القوى والضغوط التي تولدها الرياح على محطة الطاقة الشمسية، يمكن إجراء دراسات ميكانيكية لتحسين تصميم الهياكل.
على وجه الخصوص، يمكن استخدام هذه الدراسات لتحديدالسُمك الأمثل لدعامات الألواح الشمسية أو الأقدام، أو العدد الأمثل للأقدام، مع ضمان الصلابة الكافية لتحمل الأحمال التي تسببها الرياح.

Images des résultats de simulation de la résistance structurelle d'une centrale solaire soumise à des vents extrêmes.
تشوه دعامة الألواح الشمسية - تصميم مبتكر
تشوه دعامة الألواح الشمسية - التصميم الأمثل

من خلال تحسين هذه المعايير، نضمن أولاً أن تكون المحطة الكهروضوئية قادرة على تحمل أقوى الرياح، مما يضمن سلامة ومتانة التركيب.
وبالإضافة إلى ذلك، من خلال تقليل كمية المواد الخام المطلوبة إلى الحد الأدنى دون المساس بـ
متانة ووظائف الهيكلالهيكل، يمكننا أيضًا تحقيق وفورات كبيرة.

وهذا لا يُترجم إلى فوائد اقتصادية لمشغلي محطة الطاقة الشمسية فحسب، بل إلى فوائد بيئية أيضًا من خلال تقليل البصمة الكربونية المرتبطة بالمواد المستخدمة.

Play Video

فيديو ملخص الدراسة

Play Video
ملخص فيديو للدراسة - ضغط الرياح على محطة للطاقة الشمسية

اكتشف مشاريع أخرى

كومفورت – سطح قصر – الدار البيضاء

تور ليبرتيه – لا ديفانس

تأثير الرياح على محطة الطاقة الشمسية

أبراج التبريد (TAR) – ICPE

دراسة راحة المشاة – La Défense

منتجع شاران باي جان نوفيل

دراسة الرياح – لا ديفونس

المبردات الجافة – دراسة نقدية – موجة الحر

الراحة في مهب الريح – مركز تدريب باريس سان جيرمان

التقاط الجسيمات الدقيقة في محطة المترو

قياسات الجسيمات

بالنسياغا – إمكانات الرياح