Αριθμητικός υπολογισμός ανεμοπιέσεων και βελτιστοποίηση σχεδιασμού πλαισίων στήριξης φωτοβολταϊκών πανέλων

Σιράπογλου, Μάριος; Sirapoglou, Marios

dc.contributor.author	Σιράπογλου, Μάριος	el
dc.contributor.author	Sirapoglou, Marios	en
dc.date.accessioned	2024-05-22T08:10:19Z
dc.date.available	2024-05-22T08:10:19Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59441
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27137
dc.rights	Default License
dc.subject	Μεταλλικές κατασκευές	el
dc.subject	Διαστασιολόγηση διατομών	el
dc.subject	Λεπτότοιχες διατομές	el
dc.subject	Υπολογιστική ρευστοδυναμική	el
dc.subject	Μειώσεις φορτίων ανέμου	el
dc.subject	Metallic structures	en
dc.subject	Cross sections design	en
dc.subject	Thin walled cross sections	en
dc.subject	Computational fluid dynamics	en
dc.subject	Wind loads reduction	en
dc.title	Αριθμητικός υπολογισμός ανεμοπιέσεων και βελτιστοποίηση σχεδιασμού πλαισίων στήριξης φωτοβολταϊκών πανέλων	el
dc.title	Numerical calculation of wind pressures and design optimization for solar panels mounting frames	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Σχεδιασμός μεταλλικών κατασκευών	el
heal.classification	Metallic structures design	en
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-11-02
heal.abstract	Στην εποχή μας, η ζήτηση ενέργειας αυξάνεται διαρκώς, με αποτέλεσμα όλο και περισσότερες χώρες, ανάμεσα τους και η Ελλάδα, να στρέφουν το ενδιαφέρον τους προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Συνεπώς, η ανάγκη βελτιστοποίησης των συστημάτων παραγωγής της ηλιακής ενέργειας είναι επιτακτική, με σκοπό την καλύτερη εκμετάλλευση του ηλιακού δυναμικού της χώρας. Ζητήματα όπως η γεωμετρία των πλαισίων στήριξής των φωτοβολταϊκών πανέλων , η επιλογή των κατάλληλων διατομών, η ρεαλιστική εκτίμηση των φορτίων, καθώς και η χρήση των ικανότερων λογισμικών σχεδιασμού, απασχολούν τους πολιτικούς μηχανικούς, με σκοπό την βιωσιμότητα και την μείωση του κόστους παραγωγής αυτών των συστημάτων. Στόχος λοιπόν της παρούσας διπλωματικής εργασίας, είναι ο βέλτιστος σχεδιασμός των πλαισίων στήριξης των φωτοβολταϊκών πανέλων, μέσω σύγκρισης αποτελεσμάτων γραμμικών και CFD αναλύσεων. Συγκεκριμένα, με την χρήση των λογισμικών SAP2000 και RFEM6, προσομοιώθηκαν δύο διαφορετικές γεωμετρίες των πλαισίων, ενώ ο κάθε φορέας εξετάστηκε με και χωρίς πανέλα. Οι φορείς αποτελούνται από διαδοχικά ανοίγματα κεκλιμένων πλαισίων, που συνδέονται μεταξύ τους μέσω τεγίδων και κατακόρυφων συνδέσμων δυσκαμψίας, ενώ τα υποστυλώματα θεωρούνται πακτωμένα στο έδαφος. Με βάση τα παραπάνω διενεργήθηκαν γραμμικές στατικές αναλύσεις στην Οριακή Κατάσταση Αστοχίας και Λειτουργικότητας, με σκοπό τη διερεύνηση της επιρροής των διαφορετικών γεωμετριών και τρόπων προσομοίωσης και κατόπιν, ακολούθησε σύγκριση των αποτελεσμάτων. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας, δημιουργήθηκε ένα μοντέλο 5 διαδοχικών σειρών φωτοβολταϊκών πανέλων στο λογισμικό CFD Ultimate της Autodesk. Σκοπός ήταν ο ακριβέστερος υπολογισμός των φορτίων ανέμου μέσω αναλύσεων CFD, καθώς και η ανάδειξη της μείωσης των φορτίων του ανέμου από σειρά σε σειρά. Το γεγονός αυτό ενδέχεται να οδηγήσει σε σημαντική εξοικονόμηση πόρων για την κατασκευή των φωτοβολταϊκών πάρκων, καθώς προς το παρόν δεν λαμβάνεται υπόψη στον υπολογισμό των φορτίων ανέμου με βάση τον Ευρωκώδικα. Στο τέλος, πραγματοποιήθηκαν γραμμικές αναλύσεις με τα φορτία που προέκυψαν από τις αναλύσεις CFD προς διερεύνηση του παραπάνω φαινομένου.	el
heal.abstract	In our days, the demand for energy is constantly increasing, as a result of which more and more countries, including Greece, are turning their interest towards renewable energy sources. Therefore, the need to optimize solar energy production systems is imperative, in order to better exploit the country’s solar potential. Issues such as the geometry of the mounting frames of photovoltaic panels, the selection of the appropriate cross-sections, the realistic assessment of the loads, as well as the use of the most capable design software, concern the civil engineers, with the aim of the sustainability and the reduction of their construction costs of these systems. On that account, the target of this diploma thesis is the optimal design of the mounting frames of the photovoltaic panels by comparing results from linear and CFD analyses. Specifically, with the use of RFEM6 and SAP2000 software, two different geometries were simulated, while each of the models was examined with and without panels. The models consist of successive spans of inclined frames, which are connected to each other by purlins and vertical stiffening links, while the columns are assumed to be fixed in the ground. Based on the above, linear static analyses where perfomed in the Ultimate Limit State and Serviceability Limit State, in order to investigate the influence of different geometries and simulation methods, and then a comparison of the results followed. In the second part of the thesis, a model of five consecutive rows of photovoltaic panels was created in Autodesk’s CFD Ultimate software. The aim was to calculate the wind loads more accurately through CFD analyses, as well as highlight the reduction of wind loads from row to row. This fact may lead to significant savings for the constructions of solar parks, as it is currently not taken into account in the calculation of wind loads based on the Eurocode. Finally, linear analyses were performed with the loads resulting from CFD analyses to investigate the above phenomenon.	en
heal.advisorName	Γαντές, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Γαντές, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Βαμβάτσικος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Θανόπουλος, Παύλος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	152 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false