Studio CFD delle pressioni del vento per ottimizzare la progettazione dei pannelli e ridurre il tonnellaggio d'acciaio di un impianto fotovoltaico.
È stato condotto uno studio approfondito delle pressioni del vento su un impianto solare, con l'obiettivo di ottimizzare la progettazione dei pannelli e ridurre il tonnellaggio d'acciaio impiegato, nel rispetto dei requisiti locali. Grazie all'expertise CFD di EOLIOS, simulazioni avanzate hanno permesso di valutare le forze esercitate dal vento in varie configurazioni.
Questa analisi dettagliata ha permesso di proporre soluzioni su misura, garantendo resistenza e stabilità ottimali dei pannelli, ottimizzando al tempo stesso l'uso delle risorse e rispettando le normative locali vigenti.
Studiare le pressioni del vento è una tappa cruciale per migliorare l'efficienza degli impianti solari, ridurne i costi, garantirne la durabilità e minimizzarne l'impatto ambientale.
L'essenziale. Studio CFD delle pressioni del vento su un impianto solare a Montpellier : modello di vento Eurocodice EN 1991-1-4, geometria 3D fine di ciascun pannello (maschere aerauliche), più direzioni testate per individuare lo scenario più critico. I coefficienti di pressione e le forze complessive alimentano uno studio meccanico che riduce il tonnellaggio d'acciaio : risparmi e minore impronta di carbonio, a parità di resistenza.
Il modello di vento si basa sulla norma Eurocodice 1 (EN 1991-1-4). Questo approccio permette di determinare i carichi massimi ai quali le strutture sarebbero soggette in caso di vento forte, per dimensionare di conseguenza i componenti dell'impianto e limitare il rischio di danni in caso di maltempo. Il modello tiene conto della variabilità del vento con l'altezza, oltre che di fattori come la posizione geografica, l'orografia locale, i coefficienti stagionali e direzionali, il tipo di terreno circostante e l'intensità della turbolenza.
Questo modello multifattoriale garantisce risultati accurati e conformi ai requisiti regolamentari. Per ottenere un quadro completo dei carichi esercitati dal vento sui pannelli, sono state considerate diverse direzioni del vento, permettendo di individuare lo scenario più critico e di adattare la progettazione delle strutture.
Norma europea delle azioni del vento sulle strutture. Fornisce la velocità del vento di riferimento in base a zona geografica, altitudine, terreno e stagione, il punto di partenza normativo del dimensionamento, che la CFD affina in seguito.
Per garantire simulazioni accurate, la geometria di ciascun pannello è stata modellata in 3D con precisione. Questo approccio riproduce fedelmente la realtà tenendo conto della posizione di ogni pannello rispetto agli altri, e permette di analizzare le maschere aerauliche formate dalla loro disposizione, le zone in cui il vento è disturbato o rallentato dalla presenza dei pannelli.
L'effetto di riparo che un pannello esercita su quelli dietro di esso. La disposizione in file crea zone protette e altre esposte ; solo una geometria 3D completa lo coglie, dove una formula generica lo ignora.
Condurre uno studio CFD (fluidodinamica computazionale) su un impianto fotovoltaico offre numerosi vantaggi. La CFD consente un'analisi dettagliata dei flussi di vento attorno ai pannelli, essenziale per comprendere le forze esercitate sulle strutture e valutare i carichi meccanici sui pannelli e sui componenti circostanti.
Sebbene per geometrie semplici si possano ottenere valori standard approssimati da dataset come l'Eurocodice 1, è spesso necessario tenere conto di una geometria più precisa, dell'impatto del numero e della disposizione dei pannelli e di altri parametri specifici del caso studiato. L'approccio CFD permette di comprendere meglio l'influenza di questi fattori sui flussi e quindi sulle pressioni generate.
Da ricordare. La CFD non sostituisce l'Eurocodice, lo precisa : integrando la disposizione reale dei pannelli, evita il sovradimensionamento forfettario e mette in sicurezza un dimensionamento il più giusto possibile, con risparmio di materiale e di costi a parità di sicurezza.
Questo studio ha permesso di ottenere dati accurati sulle pressioni esercitate in ogni punto delle strutture. È stata generata una mappa dettagliata delle pressioni medie per zona, e sono stati calcolati i coefficienti di pressione per ciascuna zona, fornendo le variazioni di pressione media in funzione della velocità del vento.
Sono state calcolate le forze complessive esercitate su ciascuna struttura : gli effetti di pressione sulle facce inferiore e superiore dei pannelli sono stati considerati, combinati e integrati sulle superfici per ottenere una forza complessiva, di cui si determina il punto di applicazione, cruciale per comprendere come queste forze vengano assorbite dai supporti dei pannelli.
Un numero adimensionale che lega la pressione locale su una superficie alla velocità del vento. Una volta calcolato per zona, fornisce la pressione per qualsiasi velocità di dimensionamento, senza rilanciare un calcolo completo.
Grazie ai dati accurati sulle forze e sulle pressioni, gli studi meccanici permettono di ottimizzare il dimensionamento delle strutture : spessore ottimale dei supporti o dei piedi, oppure numero ottimale di piedi, garantendo al contempo una rigidità sufficiente a sopportare i carichi indotti dal vento.
Ottimizzando questi parametri, garantiamo che l'impianto sia in grado di sopportare i venti più forti — e quindi la sicurezza e la durabilità dell'installazione. Minimizzando la quantità di materia prima senza compromettere la resistenza o la funzionalità, si ottengono anche risparmi significativi.
Ciò si traduce in vantaggi economici per gli operatori, ma anche ambientali, riducendo l'impronta di carbonio associata ai materiali impiegati.
Expertise : le pressioni del vento sugli edifici — Eurocodice 1Pressione del vento, Eurocodice e ottimizzazione strutturale di un impianto solare.
Il vento è il carico principale che sollecita i pannelli e i loro supporti. Quantificarlo bene permette di dimensionare le strutture nel modo più giusto : né sottodimensionate (rischio di cedimento) né sovradimensionate (acciaio sprecato).
L'Eurocodice fornisce valori approssimati per geometrie semplici. La CFD tiene conto della geometria reale dei pannelli, del loro numero e della loro disposizione (maschere aerauliche), per pressioni molto più rappresentative.
Un numero adimensionale che lega la pressione locale su una superficie alla velocità del vento. Calcolato per zona, fornisce la pressione per qualsiasi velocità di dimensionamento.
Conoscendo con precisione le forze, lo studio meccanico ottimizza lo spessore e il numero di piedi dei supporti : quanto basta per resistere, da cui risparmi di materiale e una minore impronta di carbonio.
Il vento estremo di riferimento dell'Eurocodice, testato su più direzioni per individuare lo scenario più critico. L'approccio CFD resta inoltre un'alternativa ai test in galleria del vento.
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Studio CFD dell'impatto del vento su un impianto solare : venti estremi secondo l'Eurocodice e resistenza strutturale dei pannelli.
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