Развертываемая фотоэлектрическая система на крыше стадиона
Аккумулятор Challenger G12-100H
Международная исследовательская группа разработала фотоэлектрическую систему на основе трекеров, которую можно установить как на новых, так и на уже существующих стадионах. Сообщается, что предложенная конструкция упрощает установку и обеспечивает более высокую выходную мощность по сравнению с обычными фотоэлектрическими крышами стадионов.
Группа исследователей под руководством Университета Салерно в Италии разработала складную тенсегритную конструкцию крыши для фотоэлектрических систем с трекером.
«В нашем новом исследовании мы представили инновационный солнечный кровельный модуль для спортивных стадионов с функцией отслеживания положения солнца, который можно использовать как при проектировании новых солнечных стадионов, так и при модернизации существующих», — рассказал журналу PV автор исследования Фернандо Фратернали, отметив, что конструкция фотоэлектрической системы основана на предыдущей исследовательской работе, опубликованной в марте, в которой учёные предложили конструкцию фотоэлектрической системы с функцией отслеживания положения солнца для покрытия стадионов, которая, как утверждается, обеспечивает как высокую структурную устойчивость, так и высокую энергоэффективность по сравнению с системами, основанными на неподвижных конструкциях.
«В то время как в предыдущих работах изучалось механическое поведение тенсегритной конструкции крыши стадиона, работающего на солнечной энергии, в сложенном состоянии, в данном исследовании изучается её поведение в развёрнутом состоянии, при этом особое внимание уделяется её реакции на ветровые нагрузки и режимы вибрации», — пояснили они. «Механизм слежения за солнцем позволяет регулировать углы наклона отдельных модулей крыши стадиона, что является усовершенствованием концепции, представленной в предыдущем исследовании».
Благодаря модульной архитектуре тенсегрити, основанной на складывающихся и раскладывающихся активационных стойках, установленных на скользящих опорах, предлагаемый кровельный модуль можно легко интегрировать в различные конфигурации кровли. В нём используется специальная монтажная конструкция, состоящая из четырёх стоек, расположенных под панелями, верхние концы которых закреплены на четырёх неподвижных точках и соединены между собой продольной балкой. Кроме того, нижние концы соединены с горизонтальными ползунками, установленными на второй продольной балке, и приводятся в движение с помощью гибкого кабеля.
Схема монтажной конструкции
Кроме того, буксировочный трос соединён с тросом открывания и тросом закрывания, каждый из которых намотан на внешнюю лебёдку. Такая конструкция позволяет буксировочному тросу непрерывно двигаться по направляющей при включении лебёдки.
«Такая шарнирная конструкция представляет собой технически надёжное решение для обеспечения больших поворотов на концах стоек», — подчеркнули исследователи. «Верхняя продольная балка соединена с линейным цилиндрическим шарниром, который передаёт нагрузку, приложенную к панели крыши, непосредственно на балку».
Утверждается, что предложенная конструкция системы требует минимальных затрат энергии на развёртывание благодаря использованию технологии тенсегрити, которая устраняет необходимость в пневматических приводах. Вместо этого развёртывание осуществляется с помощью простой регулировки длины тросов активации с помощью лебёдки.
Исследователи провели серию симуляций, чтобы сравнить производительность системы с производительностью фотоэлектрической установки мощностью 1 МВт, установленной на стадионе «Бентегоди» в Вероне. Анализ показал, что система с трекером может вырабатывать столько же энергии в год, потребляя всего 740 кВт.
«В целом мы приходим к выводу, что система раздвижных крыш, проанализированная в данном исследовании, обладает большим потенциалом как для проектирования новых спортивных стадионов с эффективными системами отслеживания положения солнца, так и для модернизации существующих стадионов с целью повышения их энергоэффективности», — подчеркнули учёные.
Новая конструкция фотоэлектрической системы была представлена в статье «Возможность установки, механическая реакция и способность к сбору энергии новой солнечной крыши для спортивных стадионов», опубликованной в журнале Developments in the Built Environment.
В команду вошли учёные из Политехнического университета Каталонии в Испании, а также из Болонского университета и Неаполитанского университета в Италии.