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.

الهواء والرياح

دراسة تأثير الرياح على محطة للطاقة الشمسية

سنة

2024

زبون

نورث كارولاينا

الترجمه

مونبلييه

تصنيف

الهواء والرياح

متابعة التصفح:

مشاريعنا الأخرى:

نموذج أولي – مدخنة تهوية طبيعية

تور ليبرتيه – لا ديفانس

أبراج التبريد (TAR) – ICPE

دراسة راحة المشاة – La Défense

منتجع شاران باي جان نوفيل

دراسة الرياح – لا ديفونس

آخر الأخبار:

محاكاة العقود مقابل الفروقات – مركز البيانات

تعمل EOLIOS مع أتيلييه جان نوفيل وتيريل في مشروع “شَعْران

محاكاة CFD للأواني الزجاجية

الملف الفني:

محاكاة الديناميكا الهوائية لظاهرة الديناميكا الهوائية لفوج من راكبي الدراجات الهوائية

محاكاة CFD للسحب: عملية حسابية متقدمة لتحسين الديناميكا الهوائية

تأثير الرياح على محطة الطاقة الشمسية

مرض الفيالقة وأبراج التبريد

معايير راحة المشاة ورسم الخرائط

خبرتنا:

الملف الفني:

ما هو التوأم الرقمي لمركز البيانات؟

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.

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.

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.

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.

تأثير موضع الألواح الشمسية واتجاه 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.

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.

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.