fbpx

You can still register for the Advanced design of steel industrial halls in 2D training until 30 October. Join now and save your spot!

HU

Ezúttal az egyik felhasználónk által fejlesztett és használt úttörő technológiákat mutatjuk be, valamint ezek implementációját a Consteel-ben, a szerkezeti tervezési folyamata során. Ez lehetővé tette számukra, hogy kiértékeljék a napelem tartószerkezetére ható jelentős terheket é eszerint végezzék a tervezést. Továbbá bemutatjuk a Consteel használatának előnyeit a munkafolyamat hatékonysága és a termelékenység szempontjából is.

Az Array Technologies (STI Norland) egy Spanyolországban alapított vállalat, amely napelem-projektek kivitelezésével és megvalósításával foglalkozik, beleértve a napkövető és a rögzített rendszereket is. 2002-ben építette a világ első napkövető erőművét a Navarra tartományban.

A PROJEKT BEMUTATÁSA

Az Alfajarínban, Zaragoza tartományában található projekt egy vízszintes tengelyű fotovoltaikus napkövető rendszer telepítését foglalja magában. A szerkezet két torziós gerendából áll, amelyek tartják a napelemeket. Ezek a gerendák egy keresztirányú mechanizmus segítségével forgathatók, lehetővé téve a modulok kelet-nyugat irányú mozgatását, követve a nap pályáját.

A napelemek oszcilláló mozgását egy csillagászati számítási algoritmus segítségével számolják ki, amely figyelembe veszi a modulok közötti árnyékolás lehetőségét is. Így elkerülhető az árnyékhatás, ami akár 5%-kal is növelheti az energiatermelést.

A projekt megközelítőleg 380 méteres tengerszint feletti magasságban helyezkedik el, és soronként 29 fotovoltaikus modult tartalmaz. Minden modul tömege 32,3 kg, tehát minden sor közel 950 kg-ot kell elbírjon, amely egyenletesen oszlik el a teljes hossz mentén. Ez a tömeg kizárólag a berendezésre vonatkozik, és nem tartalmazza a jelentős szélterhelést, amelyet a modulok közel 2,5 m²-es felületére hat. Soronként ez körülbelül 74 négyzetméternyi napelem felületet jelent, amelyre a szélterhelést is figyelembe kell venni.

TERVEZÉSI MEGFONTOLÁSOK

A vizsgálat elsősorban a szélterhelések hatásaira koncentrált, mivel ezek a legjelentősebbek más terhelésekkel szemben. Kezdetben, mivel a szerkezet viszonylag könnyű, nem érzékeny a földrengések által okozott tehetetlenségi hatásokra. A hóterheket nem vizsgálták, mert a követőrendszer úgy van kialakítva, hogy egy stabil, körülbelül 10 cm vastag hóréteggel működjön. Az oszcilláló mozgás megakadályozza a vastagabb hóréteg felhalmozódását. A rendszer emellett hóérzékelővel rendelkezik, amely folyamatosan méri a hóréteg vastagságát; amikor az eléri a 8 cm-t, a követőrendszer egy hóbiztonsági pozícióba mozog, 45 fokos szögben, hogy elősegítse a hó lecsúszását.

Mivel a projekt fotovoltaikus követőkből áll, figyelembe kell venni a követők különböző pozícióit a nap folyamán. Ezenkívül a modulok különböző sorait eltérő mértékben érinti a szélterhelés az elrendezésük szerint.

Három fő követőcsoport különíthető el a szélnek való kitettségük szintje alapján: Belső követők („Seguidor Interior”), amelyek kevésbé vannak kitéve a szélnek; Belső, de szélnek jobban kitett követők („Seguidor Interior de Borde”), amelyek közepes mértékben vannak kitéve; Külső követők („Seguidor Exterior”), amelyek nagyobb szélterhelésnek vannak kitéve.

Végül a különböző típusú követők és a nap folyamán elfoglalt pozícióik közötti permutációk figyelembevételével történt az átfogó elemzés.

Az az eset, amikor a szél „hátulról” hat, nem került figyelembevételre, mivel a követőrendszer anemométerrel van felszerelve. Ha a szélsebesség meghaladja a 60 km/h-t, ami a tervezési sebesség, a követő széllel szembeni pozícióba áll. Ebben a helyzetben a szerkezet sokkal kisebb terhelésnek van kitéve, míg a „hátulról” érkező szél ilyen sebességnél különféle aerodinamikai instabilitásokhoz vezethet, amelyek veszélyeztetnék a modulok épségét.

A lehetséges eredmények érzékenysége miatt az esetek csökkenthetők a pirossal kiemelt esetekre, amelyek a széllel szembeni forgatókönyveket reprezentálják. Végső soron a tervezést a legjobban kitett követők szabják meg, így a tervezési eset a széllel szembeni pozíció, különösen a külső követők esetében.

MODELLEZÉSI CONSTEEL-BEN

Az Array Technologies (STI Norland) műszaki adatlapjai tartalmazzák a szerkezeteknek az összes specifikus méretét. A Consteel belső szkriptnyelvét, a Descriptet használva, ezek az adatok lettek felhasználva a kezdeti geometria létrehozásához a szoftverben, amely jelentősen felgyorsítja a modellezési fázis munkafolyamatát.

Az Array Technologies (STI Norland) által kifejlesztett algoritmus a Consteelben lehetővé teszi a megfelelő terhelések bevezetését a modellbe. Ezek a terhelések a panelekre vonatkoznak, és az alábbi szempontokat veszik figyelembe:

A modell tartalmazza azt a tartószerkezetet, amelyhez a fotovoltaikus modulok rögzítve vannak, a torziós rudat, amely az összes panelt tartja, valamint azokat az oszlopokat, amelyek a szerkezetet a talajhoz kötik. Emellett a modell magában foglalja azt a keresztirányú mechanizmust is, amely a torziós rudak elforgatásáért felel, lehetővé téve a panelek számára, hogy kövessék a nap pályáját.

A CONSTEEL ELŐNYEI

Az Array Technologies (STI Norland) által kiemelt legfontosabb előnyök közé tartozik a Consteel speciális végeselem-modellje, amely 7 szabadságfokkal rendelkezik. Ez a képesség lehetővé teszi a nyitott szelvényekben keletkező csavarási feszültségek figyelembevételét, ami különösen fontos a csavarodásra és öblösödésre hajlamos szerkezetek esetében.

Továbbá a Consteel fejlett kezelést biztosít a rudak közötti külpontosságok tekintetében. Ez lehetővé teszi a terhelések és alakváltozások pontos figyelembevételét és átadását, nemcsak a szelvény súlypontját, hanem a nyíróerők középpontját is felismerve nyitott szelvények esetében. Ez a képesség lehetővé teszi, hogy a Consteel a szerkezet globális viselkedését pontosan reprodukálja.

Ezenfelül a Consteel lehetőséget nyújt a szerkezet globális kihajlási módjainak meghatározására (mind a 7 szabadságfok figyelembevételével), hogy pontosan meghatározza a hajlítási és csavarási kihajlási hosszakat, még részlegesen megtámasztású elemek, például felül megtámasztott tetőbordák esetében is.

A program egyik legfőbb funkciója a hidegen hajlított szelvények vagy 4. osztályú profilok részletes elemzése. A Consteel lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy egy speciális felületen bármilyen geometriát definiáljanak, és a szoftver automatikusan kiszámítja a profil összes effektív keresztmetszeti tulajdonságát minden terhelési kombinációra, valamint a rúd hossza mentén. Ezek a tulajdonságok ugyanis a szelvény feszültségeloszlásától függenek.

A szoftver kiemelkedik a könnyű használhatóságával is, összehasonlítva más hasonló eszközökkel, valamint a magas minőségű grafikus megjelenítéssel a modellezés során. Ez a funkció lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy világosabb képet kapjanak a valós elrendezésről és a tervezés végleges eredményéről. Különösen fontos a 3D modellezés szerepe, mivel ez az elemzési és modellezési programok kiinduló pontja, és segít abban, hogy a tervezés pontosan legyen reprezentálva és értelmezve.