L’industrie de l’énergie solaire est en constante évolution, la conception et l’installation de systèmes photovoltaïques doit prendre en compte de nombreux types de modules solaires. Parmi ceux-ci, les panneaux solaires en verre ont gagné en popularité en raison de leur attrait esthétique et de leur durabilité. Cependant, la conception de panneaux solaires, en particulier les panneaux en verre, nécessite des considérations spécialisées. Comme pour les autres conceptions de panneaux solaires, évaluer précisément leur capacité portante des panneaux en verre nécessite des évaluations sur mesure.
Les ingénieurs doivent tenir compte des propriétés uniques des matériaux verre : fragilité, flexibilité, ainsi que des scénarios de charge distinctifs qui peuvent survenir. Ces scénarios incluent souvent la neige sur les panneaux solaires, une accumulation de neige inégale peut alors créer une charge asymétrique, ou des forces supplémentaires résultant d’activités de maintenance. Ces facteurs, ainsi que les caractéristiques inhérentes au verre de panneaux solaires, nécessitent une évaluation minutieuse pour assurer l’intégrité structurelle et la performance à long terme du système de panneaux solaires dans des conditions variées.
Solution de Dlubal
Les logiciels de Dlubal offrent des solutions robustes pour relever ces défis uniques dans la conception des panneaux solaires. Le module complémentaire Vérification du verre pour RFEM 6 permet aux ingénieurs d’effectuer une analyse de charge complète, simulant plusieurs scénarios de charge sur une seule plateforme. Le logiciel permet aux ingénieurs de concevoir des modules solaires avec précision, tout en prenant en compte les propriétés spécifiques du verre et les conditions de charge uniques telles que l’accumulation de neige ou les forces provenant des activités de maintenance. Cette approche intégrée rationalise le processus de vérification de toitures solaires en traitant les exigences uniques des panneaux solaires en verre, en évaluant l’utilisation du système et en optimisant sa performance.
Exemple : Investigation de la capacité portante d’un panneau solaire en verre à l’aide de RFEM 6 et du module complémentaire Vérification du verre
1. Modélisation du panneau solaire
Considérons un exemple où nous évaluons l’utilisation d’un panneau solaire en verre à l’aide de RFEM 6 et du module complémentaire Vérification du verre. Dans cet exemple, nous définissons le panneau de verre comme une surface avec une épaisseur de type « Composition de verre » de 3,5 mm (figure 2). Le panneau est constitué d’une couche de verre flotté renforcé thermiquement. Le panneau est articulé aux éléments de bordure, définis comme des rails en aluminium dans RFEM 6 (figure 3).
Un avantage clé de l’utilisation de RFEM 6 est qu’il n’est pas nécessaire de modéliser en détail la structure secondaire (de support). Les ingénieurs peuvent au lieu de cela simuler les appuis en utilisant les fonctionnalités disponibles du logiciel, ce qui permet de gagner du temps et d’économiser de la puissance de calcul tout en maintenant la précision du calcul. Pour cet exemple, des supports nodaux sont utilisés, et les rails y sont connectés.
2. Application des charges et simulation de scénarios de charge spécifiques
Dans cette étape, une accumulation partielle de neige est appliquée sur le panneau solaire en verre. Cela représente un scénario commun auquel les ingénieurs font face lors de la conception de systèmes photovoltaïques dans les régions enneigées (figure 4). Une accumulation de neige inégale peut créer des forces supplémentaires sur le panneau. Elles doivent être prises en compte pour éviter des dommages ou une défaillance au fil du temps. C’est particulièrement important lors de la conception de panneaux solaires pour les installations domestiques ou dans le cas de toitures solaires exposées à des conditions météorologiques extrêmes.
3. Analyse et utilisation
Après avoir défini le panneau en verre et appliqué la charge, une analyse est effectuée afin de déterminer l’utilisation du panneau solaire. Cette analyse fournit des données essentielles, telles que l’adéquation de la conception du panneau pour les charges et conditions appliquées. En obtenant les ratios de vérification de conception (figure 5), nous pouvons évaluer si le panneau peut supporter la charge assignée et le niveau d’utilisation. Les ingénieurs peuvent alors optimiser davantage le système si nécessaire.
Conclusion
Bien que cet exemple soit relativement simple, il démontre clairement la puissance de RFEM 6 et du module complémentaire Vérification du verre dans la simulation de concepts complexes de panneaux solaires et de scénarios de charge pour les panneaux solaires en verre. L’approche intégrée des logiciels Dlubal garantit que tous les aspects du processus de conception, des propriétés des matériaux aux scénarios de charge spéciaux, sont traités efficacement, afin d’optimiser la sécurité et la performance du système photovoltaïque.
En offrant des capacités avancées pour la conception comme pour l’analyse des charges, RFEM 6 permet aux ingénieurs de relever les défis des conceptions uniques de panneaux solaires, garantissant que les systèmes de panneaux solaires fonctionnent efficacement et en toute sécurité dans un large éventail de conditions.
