اثر سرعت باد، فشار و بارگذاری در پانل های خورشیدی PV

- Mar 13, 2019-

منبع: nef.org.uk

بار باد باید حداکثر سرعت باد را در نظر بگیرد و نه در مورد توربین های بادی کوچک با سرعت متوسط. این نقشه حداکثر سرعت انگلیس را در متر در ثانیه نشان می دهد و به طور کلی هیچ پانل خورشیدی معمولی مناسب نیست و احتمالا یک بار باد باد ناامن را به سقف معمولی انگلی در مناطق I تا III اضافه می کند بنابراین روش محاسبه ساده می تواند استفاده شود. توجه ویژه باید در مناطق IV و V، عمدتا شمال و غرب اسکاتلند و جزایر شمالی و غربی صورت گیرد.

image

از کجا محاسبات دقیق تر لازم است، Eurocode [note1] برای بارگذاری باد در ساختار سازه و پیوست ملی انگلستان مربوطه باید مورد استفاده قرار گیرد. فرآیند محاسبه شش مرحله دارد:

  1. تعیین سرعت باد سایت در مقابل

  2. تعیین سرعت باد موثر Ve

  3. فشار پویا را تعیین کنید qs = 0.613 Ve2

  4. سطح فشار خارجی خارجی را تعیین کنید

  5. فشار سطح داخلی را تعیین کنید

  6. مقدار خالص را در ماژول PV تعیین کنید P = (pe - pi) A

این صفحه سعی نخواهد کرد تمام عوامل ایجاد شده را نشان دهد، اما اطلاعات مورد نیاز شامل ارتفاع ساختمان، ارتفاع، فاصله از دریا، فاصله از لبه شهر، ارتفاع محل، توپوگرافی، فاصله تا ارتفاع ساختمان های اطراف و سایر موارد عوامل برای همه 12 جهت باد. BRE Digest 436 اطلاعات بیشتری در مورد این روند ارائه می دهد و یک برنامه BRE BREVe وجود دارد. پیمان ملی ضریب فشار خارجی را برای طیف گسترده ای از شکل های سقف از جمله سقف های مسطح، سقف های مونوپید، سقف های سنتی شیب دار و سقف های کفگیر ارائه می دهد، اما به طور خاص به PV یا سایر پانل های خورشیدی نمی پردازد.

image

این نمودار یک طرح اساسی یک سقف شیبدار با باد که از دو جهت (غرب و جنوب در صورتی که شمال نمودار بالای نمودار است) نشان داده شود، مناطق مختلف باد بادی را روی سقف نشان می دهد که ممکن است لازم باشد محاسبات انجام شود.

در مناطق I تا III، اغلب ممکن است از یک فرمول ساده برای نیروی باد استفاده شود: F = qsCpnetCaA where:

  • qs فشار باد پویا است.

  • Cpnet ضریب فشار خالص است.

  • Ca یک عنصر اثر اندازه است که به مقدار 1 برای یک آرایه زیر 5m مورب در مقیاس کاهش می یابد.

  • A محدوده لود شده ماژول PV است.

در این مورد، فشار باد پویا (qs) را می توان از جداول مرجع یافت که فقط ارتفاع ساختمان، ارتفاع، منطقه و اینکه آیا توپوگرافی محلی مهم است یا نه، در نظر گرفته می شود. دو مقدار برای ضریب فشار خالص وجود دارد: یکی برای افزایش بالقوه و دیگری برای نیروی پایین.

ارتفاع پانل و طراحی
طرح EurActive Roofer قبلا پنج پیمانه اساسی پانل را شناسایی کرده است. در اصل، برای پانل های سنتی نصب شده روی سطح سقف، Cpnet نیز می تواند از جداول پیدا شود، با مقادیر متفاوت در مورد اینکه آیا آنها درون 300 میلی متر از لبه سقف هستند یا خیر، به این ترتیب این ویژگی طراحی مهم می شود. نوع تثبیت همچنین برای پانل های سنتی ایستادگی بسیار مهم است. گیره های هوک نباید خیلی انعطاف پذیر باشند، زیرا کاشی های اطراف آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد. حداکثر فاصله بین کاشی ها با یک قلاب نصب شده باید کمتر از 6 میلی متر باشد و توصیه می شود که حداکثر انحراف قلاب در بار باد طراحی کمتر از 70 میلی متر باشد. این را می توان با استفاده از بار باد طراحی به یک قلاب یا سقف ساختگی با استفاده از وزن و یک سیستم قرقره و اندازه گیری انحراف باقی مانده را بررسی کنید.

image

طرح های مجتمع که به طور نامنظم هوادهی هستند، می توانند مانند هر روکش سقف دیگر مطابق با Eurocode (که از سقف بیش از 100 میلی متر از آن خارج نمی شوند) برخورد شود. کاشی و یا سقف کاذب قابل نفوذ هوا همچنین از نوع متفاوتی در روش محاسبات ساده استفاده می کنند، با برخی از هزینه های مربوط به اینکه آیا آنها به طور مستقیم بر روی سقف اصلی بتنت نصب می شوند یا خیر.

وضعیت ماژول های PV در سقف های تخت
این کمی پیچیده تر است، بسته به اینکه بخشی از آن است که آیا آنها مکانیکی ثابت یا مستقل هستند. هر دو باید مقاومت در برابر افزایش باد داشته باشند، اما ماژول های مستقل نیز باید مقاومت در برابر لغزش داشته باشند. بارهای باد بستگی به مکان ماژول روی سقف دارد، اینکه آیا سقف دارای یک پاراپیت است و آیا ساختار پشتیبانی PV با باز یا کاملا پوشیده شده است. محاسبات همچنین باید در نظر گرفته شود که کدام ماژول در پشت بام است، با ضریب فشار مختلف خالص برای کسانی که در نزدیکی لبه، در گوشه ها و یا در مرکز سقف قرار دارند. در سقف های تخت، محاسبه کلیدی می تواند تعیین کند که آیا خطر لغزش وجود دارد. برای این، جرم واحد و بالستیک باید نیروی باد (لحظه) بیش از نیروی باد باشد که به نوبه خود تحت تاثیر زاویه پانل قرار گرفته است.

نکته 1: BS6399: قسمت 2 (کد تمرین برای بارگذاری باد در ساختمان های ساختمانی) در مارس 2010 لغو شد و با BS EN 1991-1-4: 2005 Eurocode 1 جایگزین شد: اقدامات در ساختار: قسمت 1-4: اقدامات باد و NA به BS EN 1991-1-4: 2005 - پیوست ملی انگلستان به Eurocode 1. اقدامات در ساختار. اقدامات عمومی اقدامات باد (سپتامبر 2008).

ما از BRE و دیگر شرکای پروژه EurActive Roofer برای کمک به این صفحه تشکر می کنیم. اطلاعات داده شده فقط برای راهنمایی است و نباید به جای محاسبات مهندسی مناسب مطابق با استانداردهای مربوطه بریتانیا استفاده شود.

این اطلاعات بر اساس کار انجام شده توسط پروژه EurActive Roofer است که از سال 2005 تا 2008 اجرا شد و توسط برنامه اتحادیه اروپا برای اقدامات افقی در ارتباط با SMEs پشتیبانی شد.