Будущее индустрии солнечной энергии стремительно расширяется, и фотогальванические системы — технология, преобразующая солнечный свет непосредственно в электричество с использованием солнечных панелей, состоящих из множества солнечных ячеек — играют ключевую роль в этой трансформации. С ростом спроса на солнечную энергию инженерам все чаще поручают разрабатывать надежные системы, которые не только эффективны, но и безопасны и надежны. Эти задачи становятся особенно актуальными для солнечных панелей для промышленных зданий и промышленных систем солнечной энергии. Инженеры должны тщательно учитывать множество структурных и экологических факторов, чтобы гарантировать успешность этих крупномасштабных установок.
Эта статья исследует семь ключевых задач и демонстрирует, как программные решения Dlubal могут помочь их преодолеть, обеспечивая безопасное, эффективное и надежное проектирование систем солнечной энергии.
1. Учет внешних нагрузок (ветра, снега, сейсмических сил)
Проектирование системы солнечной энергии должно учитывать внешние нагрузки, такие как ветер, снег и сейсмические силы, которые могут значительно влиять на устойчивость и безопасность конструкций. Эти нагрузки сильно варьируются и зависят от географического расположения, высоты и других экологических факторов. Например, снег может неравномерно накапливаться на панелях, приводя к локализованному давлению, в то время как ветер варьируется по направлению и интенсивности, влияя на ориентацию структуры. Аналогично, сейсмические силы должны учитываться за их влияние на всю систему, усложняя процесс проектирования. Инженеры должны тщательно моделировать и анализировать все эти факторы, чтобы гарантировать устойчивость и безопасность конструкции в широком диапазоне условий.
Решение Dlubal:
Программное обеспечение Dlubal предлагает продвинутые инструменты для решения этих задач, включая инструмент Geo-Zone, интерактивную карту, предоставляющую ключевые параметры нагрузки по всему миру. Инженеры могут быстро определять значения для снежной нагрузки, скорости ветра, сейсмических зон и других, адаптированных к конкретному месту. Интегрируя локальные данные, программное обеспечение Dlubal гарантирует, что солнечные конструкции и системы крепления спроектированы для сохранения региональных условий, повышая безопасность и надежность.
2. Оценка фундаментов и систем поддержки для солнечных установок
Проектирование солнечных установок также должно учитывать систему поддержки и фундаменты, которые являются ключевыми для устойчивости системы. Для фотогальванических систем на крышах структура здания должна поддерживать дополнительную нагрузку, в то время как для систем, установленных на земле, необходимо учитывать почвенные условия и соответствующие типы фундаментов. Точное оценивание пригодности системы поддержки является необходимым для предотвращения структурных разрушений и обеспечения долговечности установки.
Решение Dlubal:
RFEM 6 (и RSTAB 9) предлагает свободную и универсальную среду моделирования, позволяющую инженерам проектировать основную солнечную структуру, а также моделировать и оценивать подлежащую систему поддержки. Это включает моделирование/симуляцию структуры крыши для установок на крышах и проектирование фундаментов для установок на земле. Программное обеспечение Dlubal также предлагает инструменты для оптимизации производительности фундамента на основе условий на месте, обеспечивая, чтобы как основная структура, так и система поддержки были правильно спроектированы для безопасности и устойчивости.
3. Оптимизация систем передачи нагрузок для солнечных структур
Критический аспект проектирования систем солнечной энергии — это определение оптимальной системы передачи нагрузок, которая распределяет нагрузки от солнечных модулей, систем крепления и других компонентов к фундаменту. Инженеры должны гарантировать, что все компоненты надлежащим образом поддерживаются и минимизировать концентрации напряжения или деформации для поддержания структурной целостности.
Решение Dlubal:
С такими инструментами, как RFEM 6 и RSTAB 9, инженеры могут моделировать разные сценарии нагрузок и конфигурации дизайна на единой платформе. Эта возможность позволяет инженерам тестировать различные сценарии и конфигурации, оптимизируя систему передачи нагрузок для максимальной эффективности — гарантируя, что система как структурно целостна, так и экономически эффективна, в конечном итоге улучшая общее выполнение солнечной установки.
4. Учет холодногнутых стальных сечений
Холодногнутые стальные сечения широко используются в солнечных структурах из-за их экономичности и легкости в изготовлении. Однако эти сечения требуют тщательного анализа из-за их подверженности изгибу и другим формам отказа при определенных условиях нагрузки, особенно в больших промышленных системах солнечной энергии. Инженеры должны учитывать эти характеристики, чтобы предотвратить структурные разрушения.
Решение Dlubal:
RFEM 6 включает определенные инструменты для анализа холодногнутых стальных сечений, позволяя инженерам оценивать изгиб, устойчивость и другие режимы отказа в соответствии с релевантными нормами проектирования. Кроме того, автономная программа RSECTION от Dlubal поддерживает моделирование различных сечений, включая сечения из экструдированного алюминия, позволяя проводить детальный анализ и оптимизацию перед экспортом в RFEM 6 для дальнейшего проектирования. Этот интегрированный подход позволяет проводить всестороннюю и точную оценку всех типов сечений и гарантирует, что они соответствуют необходимым структурным и эксплуатационным стандартам.
5. Оценка уникальных дизайнов модулей и сценариев нагрузки
Солнечные модули бывают различных типов, включая специализированные конструкции, такие как стеклянные панели, которые требуют индивидуальной оценки несущей способности. Инженеры должны учитывать уникальные материалографические свойства этих модулей, а также рассматривать специальные сценарии нагрузок, которые могут возникать, такие как неравномерное накопление снега или дополнительные силы от мероприятий по обслуживанию. Эти уникальные конструктивные особенности и условия нагрузки требуют тщательной оценки, чтобы обеспечить общую структурную целостность и эксплуатационные характеристики системы в различных условиях.
Решение Dlubal:
Программное обеспечение Dlubal предлагает ряд дополнительных модулей проектирования, таких как модуль Glass Design, для помощи инженерам в проектировании уникальных солнечных модулей. Программное обеспечение предоставляет расширенные возможности анализа нагрузок, позволяя пользователям моделировать различные сценарии нагрузок. Этот интегрированный подход обеспечивает, чтобы как отличительные особенности уникальных конструкций модулей, так и специальные условия нагрузок были эффективно учтены, оптимизируя безопасность и производительность системы.
6. Эффективное управление и повторное использование моделей проектирования
В крупных солнечных установках, таких как промышленные системы солнечной энергии, инженеры должны эффективно управлять несколькими подобными моделями. То же самое относится и к проектам с конструкциями, аналогичными тем, что были в предыдущей работе. Без надлежащих инструментов хранение, адаптация и повторное использование моделей может стать обременительным, ведя к несоответствиям, неэффективности и трудоемким задачам.
Решение Dlubal:
Программы Dlubal предоставляют мощные инструменты для эффективного управления несколькими моделями, позволяя инженерам создавать шаблоны для схожих структур. Это позволяет быструю репликацию и легкие корректировки без необходимости начинать с нуля. Программное обеспечение также поддерживает пакетную обработку, оптимизируя крупномасштабные проекты и упрощая адаптацию моделей к условиям на месте, изменениям нагрузок или вариациям дизайна. Таким образом, эффективно храня и управляя проектами, инженеры могут сэкономить время и уменьшить избыточные усилия, обеспечивая согласованность между проектами и улучшая общую эффективность проекта, точность и своевременность.
7. Обеспечение соответствия нормам и эффективная документация для фотогальванических систем
Обеспечение соответствия нормам и надлежащая документация — важный, но сложный аспект проектирования солнечных установок. Это включает в себя создание детальных отчетов, расчетов и сопроводительных материалов, которые должны быть точными, хорошо организованными и легко доступными для будущей проверки или аудита. Повторяющийся характер этих задач, соединенный с необходимостью тщательного внимания к деталям, может быть трудоемким и трудно управляемым эффективно без правильных инструментов.
Решение Dlubal:
Программное обеспечение Dlubal поддерживает соответствие многим международным нормам проектирования, включая Еврокоды, ANSI и другие. Программы автоматически генерируют детальные отчеты на нескольких языках, обеспечивая, что проекты соответствуют местным регулированиям. Отчет о выводе RFEM 6 работает параллельно с основной программой, позволяя инженерам вносить интерактивные изменения и быстро генерировать отчеты. Это значительно снижает время на ручную документацию, обеспечивая полное соответствие и улучшая общую эффективность.
Заключение
В заключение следует отметить, что структурное проектирование солнечных установок представляет собой ряд задач, от учета различающихся внешних нагрузок до обеспечения соответствия нормам и управления сложными проектами. Программные решения Dlubal предлагают мощные инструменты, которые упрощают эти процессы, предоставляя инженерам возможность эффективно моделировать, анализировать и оптимизировать проекты для максимальной безопасности и производительности. Интегрируя проектирование и анализ нагрузок, эффективно управляя моделями и обеспечивая соответствие международным нормам, Dlubal помогает инженерам создавать солнечные установки, которые не только надежны и безопасны, но также экономически эффективны и эффективны.