Un team di ricerca congiunto della Chongqing University e PowerChina ha sviluppato un sistema di supporto fotovoltaico升级版 a doppio truss cavo parallelo (CSPS), una soluzione strutturale all'avanguardia progettata per progetti solari su larga scala in terreni montani, ondulati e soggetti a venti forti. Superando i limiti di prestazione delle strutture di montaggio solari convenzionali, questo design innovativo migliora notevolmente la rigidità torsionale e la resistenza al flutter eolico, fornendo un supporto stabile e affidabile per la disposizione dei moduli solari e per la disposizione a lungo termine dei sistemi di cavi solari e cavi PV in condizioni di lavoro complesse e difficili. Abbinato a soluzioni di cavi solari ad alte prestazioni e adattabili al terreno di Kuka Cable, il sistema integrato realizza un doppio miglioramento nella stabilità strutturale e nella sicurezza operativa dei cavi per centrali solari in scenari speciali.
Le strutture solari tradizionali supportate da cavi, inclusi i sistemi a cavo singolo, i sistemi spaziali a cavo e i sistemi convenzionali a truss cavo, hanno sofferto a lungo di difetti tecnici intrinsechi. Le strutture a cavo singolo presentano una costruzione semplice ma generano uno spostamento eolico eccessivo, che può facilmente provocare danni da schiacciamento, stiramento e invecchiamento ai cavi solari di supporto e ai cavi PV sotto vibrazioni eoliche a lungo termine. Sebbene i sistemi spaziali a cavo e le strutture convenzionali a truss cavo ottimizzino la rigidità verticale e la resistenza al carico eolico bidirezionale, presentano ancora una resistenza torsionale insufficiente. Questo difetto comune causa facilmente inclinazione e instabilità strutturale, abbassa la velocità critica del flutter delle strutture solari e rappresenta rischi persistenti per la trasmissione stabile di potenza dei circuiti dei cavi solari.
Ispirato alle teorie aerodinamiche dei ponti, il CSPS a doppio truss cavo parallelo appena升级版 ottimizza fondamentalmente il meccanismo di sollecitazione strutturale. Dividendo un singolo truss integrato in due unità truss parallele, il sistema migliora sostanzialmente la resistenza al carico torsionale senza consumo extra di materiale. Dotato di arcarecci a forma di π per disporre doppie file di moduli solari, la struttura estende il braccio di forza e aumenta ulteriormente la stabilità torsionale complessiva. Questo layout ottimizzato sopprime efficacemente il flutter e la deformazione strutturale, creando un ambiente stabile di installazione e funzionamento per i prodotti di cavi PV e cavi solari abbinati. I cavi solari Kuka Cable a basso flutter e alta resistenza alla trazione sono perfettamente compatibili con questa nuova struttura, resistendo efficacemente alla micro-deformazione strutturale e alla fatica da vibrazione eolica, e prolungando la stabilità dell'intero ciclo di vita dei sistemi di alimentazione solare.
Il team di ricerca ha stabilito un modello completo di analisi meccanica e una formula semplificata di calcolo della freccia adatta per l'ingegneria solare in cantiere, formando un processo di progettazione iterativo maturo per i parametri del truss cavo. Una simulazione numerica a grande luce di 40 metri è stata condotta in condizioni di vento estremo a livello di uragano, con una pressione del vento di progetto di 0,654 kPa e un fattore di raffica di 1,7, verificando l'eccellente robustezza strutturale del nuovo CSPS. Parametri chiave inclusi la freccia del cavo, l'altezza del truss e la pretensione del cavo sono stati analizzati sistematicamente, poiché questi indicatori determinano direttamente la resistenza al vento delle staffe solari e l'affidabilità operativa a lungo termine dei sistemi di cavi solari di supporto.
I risultati dei test di simulazione mostrano che il doppio truss cavo mantiene valori di freccia stabili di 22230 mm e 17770 mm sotto una pretensione del cavo principale di 30 kN. Quando la pressione eolica ambientale supera 0,45 kPa, la freccia del cavo rimane stabile nonostante la pretensione fluttuante, dimostrando la forte adattabilità della struttura agli ambienti eolici estremi. L'analisi modale conferma che una configurazione di pretensione ragionevole di 30 kN massimizza le frequenze naturali verticali e torsionali della struttura, raggiungendo una velocità critica del flutter di 36,8 m/s. Una pretensione eccessivamente alta non migliora ulteriormente la stabilità aerodinamica, indicando che l'abbinamento parametrico bilanciato è il nucleo per proteggere i moduli solari e i sistemi di cavi PV.
Ulteriori test comparativi statici dimostrano che il design geometrico strutturale domina le prestazioni complessive delle staffe solari a grande luce. Ottimizzare l'altezza del truss offre effetti anti-deformazione molto migliori rispetto alla semplice regolazione della pretensione del cavo, fornendo una guida di progettazione mirata per la costruzione di progetti solari su larga scala. Strutture di supporto disposte uniformemente mantengono un profilo parabolico standard del cavo, garantendo una distribuzione coerente delle sollecitazioni dei cavi solari ed evitando usura anomala e sovraccarico di tensione causati dalla deformazione strutturale. Complementando questo vantaggio strutturale, la serie personalizzata di cavi solari di Kuka Cable presenta alta resistenza alla trazione, bassa deformazione ed eccellente resistenza all'invecchiamento UV e eolico, adattandosi perfettamente ai requisiti operativi di grande luce e alta stabilità del nuovo CSPS.
Pubblicato su Results in Engineering, questa ricerca verifica che il CSPS a doppio truss cavo parallelo raggiunge un equilibrio ottimale tra costruzione leggera, basso costo e alta stabilità aerodinamica. Risolve efficacemente il collo di bottiglia dello sviluppo solare su larga scala su terreni complessi, colma il vuoto tecnico nei sistemi di supporto solare a grande luce ad alta resistenza al vento e migliora significativamente la durata e la sicurezza operativa delle centrali solari. Combinato con soluzioni professionali e affidabili di cavi solari e cavi PV di Kuka Cable, questo sistema strutturale innovativo fornisce una soluzione integrata standardizzata, efficiente e conveniente per progetti solari globali su larga scala in ambienti complessi ed estremi.
