Аналіз навантажень, комбінацій навантажень та конструкційних особливостей плавучих фотоелектричних систем – FPV (floating photovoltaic systems)

Abstract

У роботі проведено комплексний аналіз навантажень на плавучі фотоелектричні системи (FPV) та їх конструктивних рішень. Дослідження охоплює основні типи навантажень (постійні, експлуатаційні, екологічні, монтажні та випадкові), враховуючи їх вплив на довговічність і стабільність FPV. Особливу увагу приділено вітровим, хвильовим та течійним навантаженням, розглянутим на основі даних ECMWF Reanalysis v5 (ERA5). Крім того, досліджено сучасні технологічні підходи до проектування FPV, включаючи класифікацію конструкцій за матеріалами та типом опорних елементів. Отримані результати сприяють розробці ефективніших конструкцій плавучих сонячних станцій та їх адаптації до екстремальних умов експлуатації. Мета. Мета цього дослідження – окреслення та класифікація основних навантажень та комбінацій навантажень на плавучі фотоелектричні системи. Навантаження були класіфіковні на постійні, експлуатаційні, екологічні, монтажні та випадкові. Проведена класифікація снігових та вітрових навантажень згідно з нормативними будівельними актами України: ДБН В.1.2-2:2006 « Навантаження і впливи» та Европейськими нормами EN 1991-1-1. Хвильові навантаження та навантаження від течії були досліджені згідно даних ECMWF Reanalysis v5 (ERA5). При виборі комбінацій навантажень, відповідно до норм DIN 1055-100, при перевірках на граничний стан необхідно дотримуватися концепції розділених коефіцієнтів запасу міцності. Методика. Аналіз знайдених публікацій з 2017 року, аналіз Европейських норм для снігових та вітрових навантажень, також використання даних ДБН України, дослідження наукових статей і результатів для визначення наукових результатів, отриманих під час проведення експериментів та досліджень. Результати. Згідно з аналізом будови провідних та найсучасних плавучіх сонячних установок проблема з типом несучіх конструкцій, загальною остійностю та взаємозв’язком між ними досі не вирішена. Наукова новизна. Дослідження та класифікація плавучих фотоелектричних систем проводиться вперше, на основі аналізу існуючих та проектованих систем за останні 10 років Практична значимість. Швидкий стрибок у розвитку плавучих сонячних електростанцій потребує більш точних даних щодо раціональної конструкції плавучої установки, методу перевірки вітрових та хвильових навантажень, та окремого дослідження зв’язку між вагою та остійностю несучої конструкції.