Zonnenpanelen onder druk

Berekening van windbelasting en paneeltemperatuur van PV-systemen met CFD

Fotovoltaïsche systemen worden vaak op daken van gebouwen en fabriekshallen geplaatst. De ondersteuningsconstructie moet daarbij zo licht en eenvoudig mogelijk blijven, maar tegelijkertijd voldoende bestand zijn tegen hoge windbelastingen.


Voor het ontwerp van zo'n montagesysteem is niet alleen de totale kracht op een paneel van belang. Ook de lokale drukverdeling over het oppervlak bepaalt de resulterende kracht en het kantelmoment op de constructie. Juist deze lokale belasting kan sterk veranderen met de windrichting en de positie van een paneel binnen een rij.


FlowMotion onderzocht daarom met CFD de buitenstroming rond verschillende opstellingen van PV-panelen. Uit het berekende stromingsveld werd de drukverdeling op ieder afzonderlijk paneel bepaald, waarna de resulterende krachten en momenten konden worden afgeleid.


De berekeningen maakten ook de wervelstructuren tussen en achter de paneelrijen zichtbaar. Deze structuren beïnvloeden lokaal zowel de drukbelasting als de warmteoverdracht tussen het paneel en de omgevingslucht.


Naast de aerodynamische belasting werd daarom ook de paneeltemperatuur berekend. Omdat het elektrisch rendement van fotovoltaïsche panelen temperatuurafhankelijk is, kan een nauwkeuriger voorspelling van de paneeltemperatuur ook bijdragen aan een betere inschatting van de energieopbrengst van het systeem.

Fotovoltaïsche systemen worden vaak op daken van gebouwen en fabriekshallen geplaatst. De ondersteuningsconstructie moet daarbij zo licht en eenvoudig mogelijk blijven, maar tegelijkertijd voldoende bestand zijn tegen hoge windbelastingen.


Voor het ontwerp van zo'n montagesysteem is niet alleen de totale kracht op een paneel van belang. Ook de lokale drukverdeling over het oppervlak bepaalt de resulterende kracht en het kantelmoment op de constructie. Juist deze lokale belasting kan sterk veranderen met de windrichting en de positie van een paneel binnen een rij.


FlowMotion onderzocht daarom met CFD de buitenstroming rond verschillende opstellingen van PV-panelen. Uit het berekende stromingsveld werd de drukverdeling op ieder afzonderlijk paneel bepaald, waarna de resulterende krachten en momenten konden worden afgeleid.


De berekeningen maakten ook de wervelstructuren tussen en achter de paneelrijen zichtbaar. Deze structuren beïnvloeden lokaal zowel de drukbelasting als de warmteoverdracht tussen het paneel en de omgevingslucht.


Naast de aerodynamische belasting werd daarom ook de paneeltemperatuur berekend. Omdat het elektrisch rendement van fotovoltaïsche panelen temperatuurafhankelijk is, kan een nauwkeuriger voorspelling van de paneeltemperatuur ook bijdragen aan een betere inschatting van de energieopbrengst van het systeem.

Oskomera
Oskomera
Oskomera