Studio CFD dei venti estremi su pannelli e impianti solari.

EOLIOS, un know-how unico in Europa

EOLIOS studia le azioni del vento sugli edifici e gli effetti del vento in città grazie alla simulazione CFD — e mette questa stessa expertise al servizio dei vostri impianti solari e progetti di energia rinnovabile, per garantirne la tenuta di fronte ai venti estremi.

Struttura di un impianto fotovoltaico

Gli impianti fotovoltaici sono costituiti da un gran numero di pannelli fotovoltaici (FV) collegati in serie e in parallelo per produrre elettricità. Possono essere installati in luoghi molto diversi, tra cui parcheggi, pianure e mare. Devono far fronte a condizioni meteorologiche molto varie: pioggia, tempeste, temperature estreme e soprattutto raffiche di vento. Questo vento dipende dalla posizione dell'impianto: sarà più forte in mare, ad esempio.

EOLIOS vi aiuta a dimensionare le installazioni del vostro impianto fotovoltaico studiando i rischi di strappo dei pannelli FV dovuti alle forti raffiche di vento.

I pannelli solari di un impianto sono composti da silicio, e possono essere monocristallini o policristallini. La loro durata di vita è di circa 20 anni. Per captare il massimo della radiazione solare, alcuni pannelli sono dotati di tracker che permettono di modificarne l'inclinazione in base alla posizione del sole nel corso della giornata. Questa tecnologia li rende più sensibili alle perturbazioni rispetto ai pannelli fissi: il rischio di strappo dovuto al vento è più elevato, motivo per cui vengono installati sistemi di ammortizzazione per proteggere i moduli FV.

Inoltre, questi sono sostenuti da longheroni che possono essere fissati in vari modi — a un motore, ad esempio, nel caso del pannello con tracker. Tutta questa struttura può essere deformata dalle raffiche di vento, che esercitano una forza eterogenea e quindi una coppia sul pannello FV.

Analisi del vento e delle raffiche

EOLIOS studia le azioni del vento sugli edifici o gli effetti del vento in città grazie alla simulazione CFD, ma possiamo anche aiutarvi ad analizzare gli effetti del vento e delle raffiche sul vostro impianto solare. Il vento può danneggiare gravemente i pannelli fotovoltaici esterni: esercita una pressione sulla superficie dei pannelli. Se la forza applicata è troppo elevata, rischiano di essere strappati, staccati e quindi danneggiati. È quindi importante mettere in sicurezza gli impianti FV contro il vento e le raffiche — questi superamenti significativi della velocità del vento. Il dimensionamento e la protezione dell'impianto costituiscono così una sfida importante per l'industria solare.

Al fine di ottimizzare il dimensionamento del sistema, gli studi sono condotti nello scenario più sfavorevole, ovvero con i venti più sfavorevoli ma anche i più frequenti. Le analisi delle rose dei venti per diversi periodi vicini al progetto informano sui venti dominanti del sito. Le velocità d'aria più sfavorevoli — le più elevate misurate nell'anno a partire dai dati meteorologici — sono utilizzate come parametri di ingresso dello studio.

Rosa dei venti

Ci riferiamo all'Annesso Nazionale NF EN 1991-1-4 (Eurocodice 1) per simulare e calcolare le pressioni del vento sulla struttura, con una velocità del vento di riferimento corrispondente a una probabilità annuale di superamento pari a 0,02 (evento con periodo di ritorno di 50 anni, ovvero W50).

Simulazione del vento per un impianto fotovoltaico

La simulazione CFD si basa su un modello 3D CFD preciso e dettagliato del progetto. Include una modellazione precisa dei moduli dell'impianto fotovoltaico, nonché dell'ambiente immediato del sito su una distanza di 500 m. Si tiene conto anche della topografia. Una mesh di questo modello viene generata e raffinata nei punti appropriati.

Vengono realizzate simulazioni CFD per visualizzare i movimenti d'aria su e attorno ai moduli FV. Più scenari — con diversi venti e diverse inclinazioni dei pannelli — sono studiati per determinare le potenziali soluzioni tecniche contro lo strappo, per un vento orizzontale rispetto al suolo che genera coppie più elevate quando il pannello è più inclinato. Grazie alla CFD, è quindi possibile calcolare le coppie e le forze, e determinare se queste superano i valori limite dei pannelli FV.

EOLIOS vi accompagna nel dimensionamento al vento

EOLIOS è in grado di realizzare studi CFD completi del sito del progetto. Questi studi possono essere condotti su grande scala, su grandi impianti fotovoltaici, con un elevato grado di precisione — al servizio della tenuta al vento dei vostri impianti solari e progetti di energia rinnovabile.

Know-how: simulare la pressione del vento sugli edifici — Eurocodice 1