Cargas ambientais principais que afetam os sistemas fotovoltaicos
Ao projetar sistemas fotovoltaicos, especialmente aqueles montados em telhados ou integrados em projetos de grande escala, uma das considerações mais críticas é entender as cargas ambientais que devem suportar. Essas cargas geralmente incluem forças de vento, neve e sismos, todas com grandes variações dependendo da localização geográfica do sistema. Para os engenheiros, é essencial uma avaliação precisa dessas forças para garantir a segurança, estabilidade e confiabilidade a longo prazo da instalação solar.
Determinar com precisão essas cargas não é uma tarefa simples, pois envolve inúmeras variáveis influenciadas por condições climatéricas locais, terreno e outros fatores externos. Por exemplo, a pressão do vento num sistema fotovoltaico depende fortemente da velocidade do vento, direção e geometria do telhado. A acumulação de neve pode variar com base no clima regional e tipo de neve, enquanto que as cargas sísmicas são determinadas pela atividade sísmica local. Todos esses fatores devem ser cuidadosamente abordados durante o processo de dimensionamento estrutural.
Por que a carga de vento é importante para o futuro da indústria da energia solar
A carga de vento é uma das forças mais significativas que afetam o desempenho e a segurança dos painéis solares. À medida que o futuro da indústria de energia solar continua se expandir-se, as instalações estão a tornar-se cada vez maiores e mais diversificadas, variando de pequenos telhados residenciais a extensos sistemas de energia solar industriais. Em todos esses casos, o vento representa um desafio constante. Rajadas fortes, fluxo turbulento em redor dos edifícios e eventos de tempestades extremas podem gerar considerável elevação e pressão nos painéis fotovoltaicos, potencialmente colocando em risco a sua estabilidade se não forem devidamente considerados.
Utilizando a ferramenta Geo-Zone da Dlubal para dados precisos sobre carga
Para ajudar os engenheiros a enfrentar esses desafios, a Dlubal oferece a ferramenta Geo-Zone, um serviço online que fornece dados precisos e atualizados sobre velocidades de vento, cargas de neve e atividade sísmica para qualquer localização. Utilizando essa ferramenta, disponível no site da Dlubal (link abaixo), os engenheiros podem rapidamente determinar as cargas ambientais relevantes para o seu projeto, garantindo um fluxo de trabalho do dimensionamento eficiente e seguro.
Após inserir a localização do projeto - através do ZIP , nome da cidade ou entrada direta no mapa - a ferramenta fornece todas as informações necessárias (Imagem 1). Por exemplo, para determinar as cargas de vento para um sistema fotovoltaico, você simplesmente:
- Acede à Ferramenta Geo-Zone no site da Dlubal.
- Insere os dados de localização através do zip, cidade ou coordenadas de GPS.
- Obtêm os dados do vento, como valores básicos de velocidade do vento para períodos de retorno de 50 ou 100 anos.
Além da utilização manual, a ferramenta oferece um serviço web (API) para integração contínua em programas externos. Isso é especialmente útil para projetos como painéis solares para edifícios industriais ou sistemas de energia solar industrial maiores, onde a precisão e eficiência são cruciais.
Integração com RFEM 6 e RSTAB 9 para o dimensionamento estrutural
Além da plataforma online, os programas de análise estrutural RFEM 6 e RSTAB 9 da Dlubal também integram diretamente a ferramenta Geo-Zone, tornando o processo de análise e dimensionamento ainda mais eficiente. Para ilustrar melhor isso, vamos considerar o exemplo de um sistema fotovoltaico montado no telhado de um edifício, como apresentado na Imagem 2.
1. Obtenção dos dados de carga de vento com a ferramenta Geo-Zone
O processo começa com o abrir do modelo no RFEM 6 e navegar para a caixa de diálogo de Base de Dados – Parâmetros do Modelo. Aqui, pode inserir a localização do edifício onde o sistema fotovoltaico será instalado (Imagem 3). Uma vez feito isso, o software recupera automaticamente todos os dados de carga necessários para aquela região específica. Essa conexão direta entre o programa e a ferramenta Geo-Zone poupa os engenheiros de importar manualmente ou de verificar os dados externos, garantindo que o dimensionamento é baseado nas condições precisas e específicas do local.
2. Geração de carga de vento com o assistente de carga
O próximo passo é definir a própria carga de vento, que o RFEM 6 simplifica consideravelmente com a ajuda do Assistente de Carga. Para o nosso exemplo, estamos a trabalhar com um telhado de duas águas. Ao simplesmente selecionar o tipo de telhado e indicando os nós de canto relevantes no modelo (Imagem 4), o programa reconhece automaticamente a geometria do telhado, incluindo os detalhes como a área, inclinação e altura. Nesta etapa, os parâmetros de carga de vento recuperados da ferramenta Geo-Zone são incluídos automaticamente, então não há necessidade de ajustes manuais adicionais (Imagem 5).
3. Atribuição das cargas de vento aos casos de carga
Finalmente, a carga gerada pode ser atribuída diretamente aos casos de carga apropriados no modelo (Imagens 6 e 7). Este recurso não apenas garante a consistência dos dados, mas também economiza uma quantidade significativa de tempo. O utilizador pode então continuar com o processo geral de dimensionamento estrutural, confiante de que a carga de vento foi corretamente definida para o local específico.
Desta forma, a integração da ferramenta Geo-Zone no RFEM 6 e RSTAB 9 transforma o que poderia ser uma tarefa complexa e demorada num fluxo de trabalho simplificado. Através da combinação da obtenção automática de cargas com ferramentas de modelação intuitivas, os engenheiros podem-se concentrar em analisar e otimizar o desempenho estrutural da instalação solar, em vez de gastar tempo valioso com recolha de dados.
Conclusão: Dimensionamento estrutural confiável para sistemas fotovoltaicos e projetos de energia solar industrial
A ferramenta Geo-Zone da Dlubal é um recurso inestimável para os engenheiros que trabalham no futuro da indústria de energia solar. Fornecendo dados abrangentes sobre cargas de vento, neve e sísmicas, esta ferramenta permite o dimensionamentos seguros e eficientes para projetos que variam de pequenos painéis de telhados a grandes sistemas de energia solar industrial.
Quando utilizada em conjunto com o RFEM 6 ou RSTAB 9, a ferramenta Geo-Zone não só melhora a eficiência, mas também aumenta a segurança e a confiabilidade no dimensionamento estrutural solar. Com dados de carga precisos e específicos do local, os engenheiros podem projetar sistemas fotovoltaicos que atingem um desempenho otimizado sob as condições locais. Em última análise, isso garante que as instalações - sejam telhados residenciais ou painéis solares para edifícios industriais - contribuam para o sucesso a longo prazo e a sustentabilidade de projetos de energia renovável.