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 ديناميكا الموائع الحسابية (ديناميكا الموائع الحسابية)، تم إجراء عمليات محاكاة متقدمة لتقييم القوى التي تمارسها الرياح في تكوينات مختلفة.

وقد مكننا هذا التحليل المفصل من اقتراح حلول مصممة خصيصًا لضمان 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 البيئي.

خطوط الطاقة حول محطة طاقة شمسية
مشروع

دراسة تأثير الرياح على محطة للطاقة الشمسية

سنة

2024

زبون

نورث كارولاينا

الترجمه

مونبلييه

تصنيف

الهواء والرياح

متابعة التصفح:

مشاريعنا الأخرى:

آخر الأخبار:

الملف الفني:

خبرتنا:

الملف الفني:

النمذجة العددية للرياح في محطة الطاقة الشمسية

نماذج الرياح المستخدمة

ent، استنادًا إلى المعيار EN 1991-1-4 من الكود الأوروبي 1. هذا النهج يجعل من الممكن تحديد الحد الأقصى للضغوط التي ستتعرض لها الهياكل في حالة هبوب رياح قوية، بحيث يمكن تحديد حجم مكونات محطة الطاقة الشمسية وفقًا لذلك، وبالتالي الحد من مخاطر التلف في الظروف الجوية السيئة. يأخذ 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 Eurocode 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. وقد مكننا تحليل هذه التكوينات المختلفة من تحديد السيناريوهات الأكثر أهمية من حيث ضغط الرياح، حتى نتمكن من 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.

مصنع دونكيرك للألمنيوم

دراسة CFD لتصميم محطة توليد الطاقة الكهروضوئية

يوفر إجراء دراسة ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD) على محطة الطاقة الكهروضوئية عددًا من المزايا المهمة. أولاً، يسمح نظام CFD بالتحليل التفصيلي لتدفقات الرياح حول الألواح الشمسية، وهو أمر ضروري لفهم القوى التي تمارس على الهياكل. من خلال الحصول على تمثيل دقيق للظروف الهوائية، يمكن استخدام CFD لتقييم 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 لمتوسط الضغط لكل منطقة على الألواح الشمسية. كما تم حساب معاملات الضغط لكل منطقة من هذه المناطق، مما مكننا من 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، تم أخذ تأثيرات الضغط على الأسطح السفلية والعلوية للألواح الشمسية في الاعتبار، وتم دمجها ودمجها على الأسطح للحصول على قوة إجمالية. كما يتم تحديد نقطة تطبيق هذه القوة، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم كيفية انتقال هذه القوى ودعمها بأقدام الألواح الشمسية.

توفر معلومات القوة والضغط هذه معلومات قيمة لتحديد أبعاد الهياكل وعناصر الدعم وفقًا للإجهادات الميكانيكية الناجمة عن ضغط الرياح، من أجل ضمان 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 لمتوسط الضغط لكل منطقة على الألواح الشمسية. كما تم حساب معاملات الضغط لكل منطقة من هذه المناطق، مما مكننا من الحصول على التغيرات في متوسط الضغط كدالة لسرعة الرياح.

كما تم حساب القوى الإجمالية المبذولة على كل هيكل نتيجة للضغوط الناتجة عن الرياح. وللقيام بذلك، تم أخذ تأثيرات الضغط على الأسطح السفلية والعلوية للألواح الشمسية في الاعتبار، وتم دمجها ودمجها على الأسطح للحصول على قوة إجمالية. كما يتم تحديد نقطة تطبيق هذه القوة، وهو أمر بالغ الأهمية لفهم كيفية انتقال هذه القوى ودعمها بأقدام الألواح الشمسية.

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

وبفضل البيانات الدقيقة عن القوى والضغوط التي تولدها الرياح على محطة الطاقة الشمسية، يمكن إجراء دراسات ميكانيكية لتحسين تصميم الهياكل. وعلى وجه الخصوص، تمكننا هذه الدراسات من تحديدالسماكة المثلى لدعامات الألواح الشمسية أو الأقدام، أو العدد الأمثل للأقدام، مع ضمان الصلابة الكافية لتحمل الأحمال الناجمة عن 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 محطة الطاقة الكهروضوئية قادرة على تحمل أقوى الرياح، وبالتالي نضمن سلامة ومتانة المنشأة. 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
> التعرف على المزيد:

ملخص فيديو للدراسة

Play Video
ملخص فيديو للدراسة

اكتشف مشاريع أخرى

نموذج أولي – مدخنة تهوية طبيعية

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