Aerodinámica de paneles solares montados en tierra: efectos de escala del modelo de prueba [1]
Resumen : La mayoría de los túneles de viento de capa límite (BLWT) se construyeron para probar modelos de grandes estructuras de ingeniería civil que tienen escalas geométricas que van desde 1:500 a 1:100. Sin embargo, producir modelos aerodinámicos de paneles solares a tales escalas hace que los módulos sean demasiado pequeños, lo que genera al menos dos problemas técnicos. En primer lugar, la resolución de los datos de presión en modelos tan pequeños se vuelve baja. En segundo lugar, el modelo de prueba puede colocarse en la parte inferior de la capa límite que no es un verdadero representante de un escenario del mundo real, debido a la alta incertidumbre en la velocidad del viento. Para aliviar estos problemas, es muy importante el desarrollo de un protocolo de prueba estandarizado. Dicho protocolo debe tener en cuenta diferentes escalas geométricas y de tiempo para diseñar experimentos apropiados en túneles de viento que puedan permitir una evaluación precisa de las cargas de viento en los paneles solares. El presente artículo investiga sistemáticamente la sensibilidad de las cargas de viento al probar paneles solares montados en tierra, tanto experimentalmente (en un BLWT) como numéricamente (mediante dinámica de fluidos computacional (CFD)), a diferentes escalas geométricas. Si bien las cargas medias no se ven afectadas significativamente por el tamaño del modelo, las cargas máximas son sensibles tanto a la escala geométrica como al contenido espectral del flujo de prueba. Sin embargo, cuando el objetivo es predecir cargas máximas de 3 s (tres segundos), se pueden probar modelos grandes en un flujo que haya reducido la turbulencia de alta frecuencia.
Presiones inducidas por el viento sobre paneles solares montados en casas residenciales [2]
Resumen : Este artículo presenta investigaciones de carga de viento en módulos de paneles solares montados en edificios de poca altura con techos a dos aguas que tienen dos pendientes distintas. En un túnel de viento de capa límite se investigaron sistemáticamente las cargas de viento sobre los paneles solares instalados en varias zonas de los tejados para diferentes direcciones del viento. Los resultados de la investigación del túnel de viento se comparan con las disposiciones de la ASCE para techos residenciales desnudos. La comparación muestra un buen acuerdo con las disposiciones estándar de la ASCE para el sistema de resistencia a la fuerza principal. Sin embargo, las cargas del revestimiento en los módulos individuales pueden ser menores o mayores que las del área correspondiente de un techo desnudo (dependiendo de su ubicación y configuración del conjunto y de la pendiente del techo). Se recomienda evitar las zonas críticas del tejado (zonas 3 y 2) para evitar presiones mínimas netas elevadas que actúan sobre los módulos de paneles solares. Los paneles solares montados en la zona 1 están sometidos localmente a una mayor succión en sus bordes exteriores. Lo más probable es que esto se atribuya al efecto de un techo secundario elevado formado sobre el techo principal. El impacto de los efectos secundarios del techo es notable para los módulos pequeños en comparación con los módulos más grandes.
Cargas aerodinámicas en paneles solares [3]
Resumen : La literatura existente tiene datos aerodinámicos limitados para la evaluación de cargas de viento de diseño para paneles solares. Además, no existen disposiciones en los códigos y normas de construcción que orienten el diseño de este tipo de estructuras para el viento. Este artículo presenta un estudio sistemático en túnel de viento para evaluar las cargas de viento en paneles solares montados en edificios de poca altura a dos aguas. Se llevó a cabo un estudio preliminar del efecto de escala geométrica utilizando un panel solar aislado simple para permitir diseñar experimentos de túnel de viento apropiados. Tras el estudio del efecto de escala, se investigan sistemáticamente las cargas de viento sobre paneles solares montados en diferentes zonas críticas de tejados residenciales de poca altura. Los resultados del artículo actual proporcionan información útil para el diseño de paneles solares.
- iluminación y datos limitados para cargas de viento en fotovoltaica
- no hay disposiciones del código de edificios para edificios. estas estructuras
- -->diseños conservadores = estructura insegura o carga aerodinámica sobreestimada (barkaszi y o'brien 2010)
- Problemas de parámetros de escala = 10%, 25% de cargas de error y Cpp (Stathopoulos y Surry 1983; Zhao et al. 1996)
- estudio de efecto de escala geográfica
- paneles probados en diferentes zonas críticas en techos de poca altura (esquinas, borde) =, zona1-3)
- código sobre estimaciones (zona3,2) y subestimaciones (zona1 y configuración de brecha) presión neta
Uso del método de prueba en túnel de viento para obtener cargas de diseño en paneles solares montados en techos" por (Kopp y Banks)
- Método 3 en ASCE 7-05
- Describe diferentes requisitos para la prueba de viento para diferentes disposiciones de montaje.
- ASCE 7-05 ASCE 7-10
- 7-10 cargas de viento en estructuras.
- 7 condiciones para resultados aceptables
- Estructuras inusuales (como la solar)
- Túnel de viento de la capa límite atmosférica (ABL)
- Otros túneles de viento si se tiene cuidado.
- Se centra en paneles solares montados en techos inclinados, techos planos de poca altura
- Siete requisitos, cuatro grupos: Modelar correctamente el flujo de aproximación, Modelar correctamente los paneles y sus alrededores, Tener en cuenta la pared del túnel, Instrumentación adecuada
- Dos temas a discutir: entorno y escala.
- Las pruebas deben incluir el techo.
- Requisitos de modelado de flujo en Tieleman 2003
- ASCE 7 no permite el uso de CFD para cargas de viento
- Enfoque más simple: crear configuración con la mayor magnitud
- Conjuntos montados en techo de perfil bajo en edificios industriales de poca altura con techo casi plano: prueba de requisitos mínimos con diseño básico con un mínimo de 8 filas
- Detalles de simulación de flujo en Kopp et al 2012
- Ejemplo de caso de prueba descrito: 12 filas de 12 módulos cada una, modo horizontal ancho 1 m largo 1,65 m inclinación 30 grados hacia el sur
- La zonificación es importante para los efectos del viento causados por el techo
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Prácticas de diseño eólico y recomendaciones para paneles solares en techos de baja pendiente" por (Maffei, Telleen y Ward)
- Documento para discutir recomendaciones para el diseño de techos solares que no se han incluido en las normas ASCE
- Terminología analizada para módulo, panel, matriz
- Los sistemas montados en el techo varían en el método de fijación, la interconexión de los paneles y el revestimiento.
- El diagrama de flujo de disposición de los paneles muestra los sistemas montados en el suelo como soportados por pilotes o con balasto.
- Desglosa los tres sistemas principales de tejados (portante, totalmente enmarcado, integrado en el edificio)
- Presión/succión del viento en la superficie del conjunto
- El área de superficie del panel solar es plana en la parte superior e inferior del panel.
- Paneles inclinados: elevación vertical y arrastre horizontal.
- Presiones del viento provenientes del entorno eólico, forma del edificio, ubicación en el techo, aerodinámica del conjunto.
- La presión del viento varía con los picos a corto plazo en elementos particulares del conjunto.
- Presión de diseño p basada en la presión de velocidad q y el factor de efecto de ráfaga
- Resultados en fuerzas estructurales internas.
- Faltan códigos específicos para matrices, pero pueden seguir otros requisitos.
- No incluya ningún riesgo para la vida, como romperse desde el techo, deslizarse por el borde o exceder la capacidad de carga.
- Capacidad de desplazamiento adecuada de los sistemas eléctricos.
- Se dan ecuaciones de diseño de combinación de carga.
- Asce 7-10 capítulo 30-31 métodos: simplificado, analítico, túnel de viento
- Simplificado y analítico más prescriptivo
- El túnel de viento es más apropiado para determinar el coeficiente de presión de diseño
- Sección 31.2 – escalado, modelado e instrumentación del túnel de viento
- Paso dos: definir el propósito de la prueba
- Analiza diferentes tipos de pruebas: presión, fuerza equilibrada, vuelo
- Diferentes pruebas en túnel de viento no son compatibles entre sí
- Programa de pruebas para determinar los coeficientes de presión de diseño.
- Basado en parámetros variables para diseñar el sistema.
- Curvas de diseño en los asce 7-10 para la relación del área del afluente y la presión del viento.
- El coeficiente de presión disminuye el área
- Hay curvas de presión disponibles para varios sistemas de revestimiento de tejados.
- La curva de prueba subestima el efecto del área tributaria para los paneles solares
- La curva puede no ser conservadora para la presión del viento en un área pequeña
- La curva debe envolver los datos
- La función de potencia muestra la potencia proporcional al área
- Para algunos coeficientes de presión, P disminuye el área que causa problemas y tiene potencial de no convergencia.
- Algunos principios de diseño cubiertos
- Fuerzas del viento arriba, abajo y horizontales.
- Considere el peor de los casos: presión uniforme sobre todo el conjunto y ráfagas que apuntan a partes específicas.
- Verifique el lastre donde haya despegue y asegure la estructura interna.
- Para juntas de fijación integradas completamente enmarcadas.
- La presión del viento depende del área del afluente.
- La matriz resiste la presión que actúa sobre un área de cualquier tamaño.
- La metodología de diseño tiene 4 pasos.
- Paso uno prueba un módulo
- Paso dos conjunto completo
- Paso tres casos de ráfagas locales
- Paso cuatro presión hacia abajo
- Tenía cálculos para módulos individuales: modelos para sistemas interconectados (que resisten más fuerza por distribución)
- Consideración importante sobre la no linealidad
- Pruebas para ayudar a comprender el comportamiento.
- Resume los requisitos del código de construcción.
- Categorizar los sistemas de soporte de paneles
- Datos como coeficientes de presión.
- Requisitos del túnel de viento
Cómo calcular cargas de viento
ASCE. 2010. Cargas mínimas de diseño para edificios y otras estructuras. Norma ASCE/SEI 7-10. A. Kopp, Gregory y Farquhar, Steve y J. Morrison, Murray. (2012). Mecanismos aerodinámicos para cargas de viento en paneles solares inclinados montados en techos. Revista de Ingeniería Eólica y Aerodinámica Industrial. 111, 40–52. 10.1016/j.jweia.2012.08.004.
Warsido, Workamaw P. et al. "Influencia de los parámetros de espaciado en la carga de viento de los paneles solares". Revista de fluidos y estructuras 48 (2014): 295–315. Web.
Reina, Giovanni Paolo y De Stefano, Giuliano. "Evaluación computacional de cargas de viento en conjuntos de paneles fotovoltaicos montados en el suelo con seguimiento del sol". Revista de ingeniería eólica y aerodinámica industrial 170 (2017): 283–293. Web.
Stathopoulos, Ted, Zisis, Ioannis y Xypnitou, Eleni. "Coeficientes de fuerza y presión del viento local y general para paneles solares". Revista de ingeniería eólica y aerodinámica industrial 125.C (2014): 195–206. Web.
Abiola-Ogedengbe, Ayodeji, Hangan, Horia y Siddiqui, Kamran. "Investigación experimental de los efectos del viento en un módulo fotovoltaico (PV) independiente". Energía renovable 78 (2015): 657–665. Web.
Carga de viento en conjuntos montados en el suelo
CARGAS DE VIENTO QUE ACTUAN SOBRE PANELES FV Y ESTRUCTURAS DE SOPORTE CON VARIAS DISPOSICIONES (Daisuke Somekawa, Tetsuro Taniguchi, Yoshihito Taniike)
Carga de viento sobre paneles solares en diferentes ángulos de inclinación (Mehrdad Shademan, Horia Hangan)
Mecánica
Pruebas de tensión en pilotes de aletas hincadas para soporte de conjuntos de paneles solares
Resumen Las cimentaciones para pequeñas instalaciones solares pueden tener una variedad de formas, incluyendo hormigón moldeado in situ, hormigón prefabricado, pilotes hincados y pilotes roscados helicoidales. Se desarrolló una pequeña instalación de 70 paneles solares para suministrar energía a la Estación Experimental Agrícola de la Universidad de Massachusetts. El contratista optó por instalar pilotes de tuberías hincadas para soportar los paneles solares elevados; sin embargo, surgieron algunas preguntas en cuanto a la capacidad de elevación de los pilotes. Para resolver los problemas, se realizaron una serie de pruebas de tensión en el lugar. En este artículo se presentan los resultados de las pruebas de tensión en pilotes de aletas hincadas propuestos para soportar los conjuntos de paneles solares. Los pilotes consistían en pilotes de tubos abiertos de acero con cuatro aletas soldadas en el exterior para aumentar la resistencia al levantamiento. Se instalaron y probaron tres pilotes de diferentes diámetros. Todos los pilotes se hincaron a una profundidad de 8 pies. Las pruebas se realizaron en pilotes de tubería simple sin aletas y en pilotes con diferentes configuraciones de aletas para proporcionar una comparación de cualquier mejora en el comportamiento de tensión proporcionada por las aletas. El sitio consistía en un depósito de limo arenoso aluvial. Se presentan los resultados de la investigación del sitio y las pruebas de carga del pilote.
Aplicación del modelo ARMA en la previsión del precio del aluminio [4]
Resumen : El precio del aluminio es muy complicado por contener muchos factores de incertidumbre. En los últimos años, el modelo ARMA se ha utilizado ampliamente para crear modelos de series temporales financieras que tienen una alta frecuencia de fluctuación, porque puede captar las características dinámicas de las series temporales. El artículo propone un método de predicción de precios basado en el modelo ARMA mediante el análisis del precio del aluminio. El resultado ha demostrado que el modelo puede adaptarse bastante bien a la fluctuación del precio del aluminio y los resultados de las predicciones demuestran eficiencia y confiabilidad.
[Diseño básico de acero con LRFD] [5]
Sistema de planificación de escenarios y previsión de precios mundiales del acero y de las materias primas metalúrgicas [6]
Resumen : El artículo describe la metodología para la construcción y los principales resultados obtenidos al implementar un sistema de escenarios y modelación destinado a generar escenarios y pronosticar el comportamiento de largo plazo de los precios mundiales del acero y de las materias primas metalúrgicas.
[Diseño de ingeniería mecánica de Shigley] [7]
[Introducción a la ingeniería mecánica: un enfoque continuo] [8]
[Diseño de ingeniería: un enfoque sistemático] [9]
[Análisis de fallas metalúrgicas] [10]
[Fallo de materiales en diseño mecánico: análisis, predicción, prevención] [11]
[Mecánica de Materiales: Libro de texto para un curso de Mecánica Fundamental] [12]
- ^ Aly, Aly Mousaad y Bitsuamlak, Girma. "Aerodinámica de paneles solares montados en tierra: efectos de escala del modelo de prueba". Revista de ingeniería eólica y aerodinámica industrial, vol. 123, núm. PA, Elsevier Ltd, diciembre de 2013, págs. 250–60, doi:10.1016/j.jweia.2013.07.007.
- ^ Aly, Aly Mousaad y Bitsuamlak, Girma. "Presiones inducidas por el viento sobre paneles solares montados en viviendas residenciales". Revista de Ingeniería Arquitectónica, vol. 20, núm. 1, Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles, marzo de 2014, p., doi:10.1061/(ASCE)AE.1943-5568.0000132.
- ^ Aly, AM, Bitsuamlak, G., sf Aerodynamic Loads on Solar Panels, en: Congreso de Estructuras 2013. https://doi.org/10.1061/9780784412848.137
- ^ Y. Ru y HJ Ren, "Aplicación del modelo ARMA en la previsión del precio del aluminio", Materiales y mecánica aplicada, vols. 155-156, págs. 66-71, 2012
- ↑ Galambos, TV Diseño Básico en Acero con LRFD. Upper Saddle River, Nueva Jersey: Prentice Hall, 1996.
- ^ Malanichev, A. "Sistema de planificación de escenarios y previsión de precios mundiales del acero y las materias primas metalúrgicas". Estudios sobre el desarrollo económico ruso, vol. 25, núm. 3, Pleiades Publishing, mayo de 2014, págs. 251–58, doi:10.1134/S1075700714030071.
- ^ Budynas, Diseño de ingeniería mecánica de Richard G. Shigley. 9ª edición. Serie McGraw-Hill en Ingeniería Mecánica. Nueva York: McGraw-Hill, 2011.
- ^ Rossmann, Jenn Stroud y Clive L Dym. Introducción a la ingeniería mecánica: un enfoque continuo. Boca Ratón, FL: CRC Press, 2009.
- ^ Pahl, G. Diseño de ingeniería: un enfoque sistemático. Londres; Nueva York: Springer, 1996.
- ↑ Colangelo, Vito J. Análisis de Fallas Metalúrgicas. Serie Wiley sobre ciencia y tecnología de materiales. Nueva York: Wiley, 1974.
- ^ Collins, JA Fallo de materiales en diseño mecánico: análisis, predicción, prevención. Nueva York: Wiley, 1981.
- ^ Thiagarajan, Ganesh. Mecánica de Materiales: Libro de texto para un curso de Mecánica Fundamental. Misión, KS: Schroff Development Corp, 2009.