Principales charges environnementales affectant les systèmes photovoltaïques
Lors de la conception de systèmes photovoltaïques, en particulier quand ils sont installés sur des toitures ou intégrés à des projets à grande échelle, l’une des considérations les plus critiques est la compréhension des charges environnementales qu’ils doivent supporter. Ces charges incluent généralement le vent, la neige et les forces sismiques, qui varient considérablement en fonction de l’emplacement géographique. Pour les ingénieurs, une évaluation précise de ces forces est essentielle pour garantir la sécurité, la stabilité et la fiabilité à long terme des installations photovoltaïques.
Déterminer ces charges avec précision n’est pas simple, cela implique de nombreuses variables influencées par les conditions météorologiques locales, le terrain et d’autres facteurs externes. Par exemple, la pression du vent sur un système photovoltaïque dépend fortement de la vitesse du vent, de sa direction et de la géométrie de la toiture. Les charges de neige peuvent différer en fonction du climat régional et du type de neige, tandis que les charges sismiques sont déterminées par l’activité sismique locale. Tous ces facteurs doivent être soigneusement pris en compte pendant le processus de calcul de structure.
Pourquoi les charges de vent sont-elles importantes pour l’avenir de l’énergie solaire
Les charges de vent sont l’une des forces les plus significatives affectant la performance et la sécurité des panneaux solaires. Dans un contexte de développement de l’énergie solaire, les installations gagnent en taille et en diversité : elles vont des panneaux solaires installés sur des petites toitures par des particuliers aux grandes fermes solaires. Dans tous les cas, le vent représente un défi constant. Des rafales fortes, des flux turbulents autour des bâtiments et des violentes tempêtes peuvent mettre les panneaux photovoltaïques à rude épreuve, et compromettre leur stabilité s’ils ne sont pas correctement pris en compte.
Utilisation de l’outil Geo-Zone de Dlubal pour des données de charge précises
Pour aider les ingénieurs à relever ces défis, Dlubal propose l’outil Geo-Zone, un service en ligne qui fournit des données précises et à jour sur les vitesses de vent, les charges de neige et l’activité sismique pour tout emplacement. Cet outil, disponible sur le site Web de Dlubal (lien ci-dessous), permet aux ingénieurs de rapidement déterminer les charges environnementales pour leur projet, et fluidifie le travail de conception.
Après avoir entré l’emplacement du projet—à l’aide du code postal, du nom de la ville ou d’une saisie directe sur la carte—l’outil fournit toutes les informations requises (figure 1). Par exemple, pour déterminer les charges de vent pour un système photovoltaïque, procédez comme suit :
- Accédez à l’outil Geo-Zone sur le site Web de Dlubal.
- Entrez les données de localisation : code postal, ville ou coordonnées GPS.
- Récupérer les données de vent, telles que les valeurs de vitesse de vent de base pour des périodes de retour de 50 ou 100 ans.
En plus de l’utilisation manuelle, l’outil propose un service web (API) pour une intégration transparente vers des programmes externes. C’est particulièrement utile pour des projets tels que les panneaux solaires pour des bâtiments industriels ou des installations photovoltaïques à grande échelle, où précision et efficacité sont cruciales.
Intégration avec RFEM 6 et RSTAB 9 pour le calcul de Structures
En plus de la plateforme en ligne, les logiciels de calcul de structures RFEM 6 et RSTAB 9 de Dlubal intègrent également directement l’outil Geo-Zone, afin de fluidifier les processus de calcul de structures. Pour mieux illustrer cela, considérons l’exemple d’un système photovoltaïque monté sur la toiture d’un bâtiment, comme le montre la figure 2.
1. Récupération des données de charge de vent avec l’outil Geo-Zone
Le processus commence par l’ouverture du modèle dans RFEM 6 et la navigation vers la boîte de dialogue Données de base – Paramètres du Modèle. Ici, vous pouvez entrer l’emplacement où le système photovoltaïque doit être installé (figure 3). Une fois cela fait, le logiciel récupère automatiquement toutes les données de charge nécessaires pour cette région spécifique. Cette connexion directe entre le logiciel et l’outil Geo-Zone évite aux ingénieurs d’avoir à importer ou vérifier manuellement des données externes, et assure que la conception repose sur des conditions précises et spécifiques à l’emplacement.
2. Génération de la charge de vent avec l’assistant de charge
L’étape suivante consiste à définir la charge de vent elle-même, processus que RFEM 6 simplifie considérablement à l’aide de l’assistant de charge. Pour notre exemple, nous travaillons avec une toiture à deux versants. Une simple sélection du type de toiture avec indication des nœuds d’angle pertinents dans le modèle (figure 4), le logiciel reconnaît automatiquement la géométrie de la toiture, y compris des détails tels que la superficie, la pente et l’élévation. À ce stade, les paramètres de charge de vent récupérés depuis l’outil Geo-Zone sont automatiquement inclus, ce qui élimine le besoin d’ajustements manuels supplémentaires (figure 5).
3. Attribution des charges de vent aux cas de charge
Enfin, la charge générée peut être affectée directement aux cas de charge appropriés dans le modèle (figures 6 et 7). Cette fonctionnalité, en plus d’assurer la cohérence des données, permet également un gain de temps considérable. Vous pouvez alors poursuivre avec le processus général de calcul de structure, avec l’assurance que la charge de vent a été correctement définie pour la position donnée.
Ainsi, l’intégration de l’outil Geo-Zone dans RFEM 6 et RSTAB 9 simplifie considérablement une tâche complexe et chronophage. En combinant la récupération automatique des charges avec des outils de modélisation intuitifs, les ingénieurs peuvent se concentrer sur l’analyse et l’optimisation de la performance structurelle des installations photovoltaïque sans avoir à perdre un temps précieux à collecter des données.
Conclusion : Détermination des charges de vent pour les structures photovoltaïques
L’outil Geo-Zone de Dlubal est d’une aide précieuse pour les ingénieurs travaillant dans l’énergie solaire. En fournissant des données complètes sur les charges de vent, de neige et sismiques, il permet d’assurer la résistance des structures pour des projets allant des petits panneaux solaires sur des toitures aux grands systèmes d’énergie solaire industrielle.
Utilisé conjointement avec RFEM 6 ou RSTAB 9, l’outil Geo-Zone améliore l’efficacité et renforce la sécurité et la fiabilité dans la conception de systèmes photovoltaïques. Les données de charge précises et spécifiques à l’emplacement permettent aux ingénieurs de concevoir en toute confiance des systèmes photovoltaïques qui fonctionnent de manière optimale dans les conditions locales. En fin de compte, cela permet d’assurer que les installations photovoltaïque de toutes tailles contribuent au succès à long terme et à la durabilité des projets d’énergie renouvelable.