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Cargas de viento de paneles fotovoltaicos instalados en techos a dos aguas de edificios de baja altura de forma rectangular y en L

Autores: Uematsu, Yasushi; Yambe, Tetsuo; Yamamoto, Atsushi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Cargas de viento de paneles fotovoltaicos instalados en techos a dos aguas de edificios de baja altura de forma rectangular y en L


Categoría

Energía

Subcategoría

Energía eólica

Palabras clave

Casas residenciales
Techos a dos aguas
Paneles fotovoltaicos
Norma Industrial Japonesa
Coeficientes de fuerza del viento
Simulación numérica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 25

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Muchas casas residenciales en Japón tienen techos a dos aguas con pendientes que varían entre 20 y 30 grados. Recientemente, los paneles fotovoltaicos (PV) montados en el techo se han vuelto populares en todo el mundo para la conservación del medio ambiente. El diseño de los sistemas PV en Japón se basa generalmente en la Norma Industrial Japonesa (JIS) C 8955 (2017). Sin embargo, la norma no proporciona coeficientes de fuerza del viento para los paneles PV instalados cerca de los bordes del techo (hasta 0.3 m del borde) porque la separación del flujo en los bordes del techo causa grandes fuerzas de elevación en dichos paneles. En este artículo, investigamos los coeficientes de fuerza del viento para el diseño de paneles PV instalados en techos a dos aguas de edificios de baja altura en forma rectangular y en L. La pendiente del techo se estableció en 25 grados como un valor típico. Los paneles rectangulares se instalaron casi sobre todo el techo, incluyendo las zonas de borde. Debido a que el grosor de los paneles PV y la distancia entre los paneles PV y el techo son ambos tan pequeños como varios centímetros, es difícil hacer modelos de túnel de viento de sistemas PV con la misma escala geométrica que la de los edificios. Nos centramos en una simulación numérica utilizando la ecuación de Bernoulli no estacionaria para estimar las presiones en el espacio entre los paneles PV y el techo. En la simulación, utilizamos las historias temporales de los coeficientes de presión del viento en el techo desnudo, que se midieron en una capa límite turbulenta. Proponemos instalar paneles PV con pequeños espacios entre ellos a lo largo de sus lados cortos. Los espacios pueden reducir las cargas del viento no solo en los paneles PV sino también en el techo debido a la igualación de presiones. Discutimos el ancho óptimo del espacio desde el punto de vista de la reducción de la carga del viento.

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