EOLIOS, un savoir-faire unique en Europe
EOLIOS étudie les actions du vent sur les bâtiments et les effets du vent en ville grâce à la simulation CFD — et met cette même expertise au service de vos centrales solaires et projets d'énergie renouvelable, pour en garantir la tenue face aux vents extrêmes.
La CFD (Computational Fluid Dynamics, ou mécanique des fluides numérique) est une méthode de simulation qui résout numériquement les équations régissant l'écoulement de l'air. Elle permet de visualiser et quantifier les vitesses, pressions et efforts du vent en tout point d'un site — une véritable soufflerie numérique, sans essais physiques.
Étude du vent
- Analyse des rafales & vents dominants
- Scénarios les plus défavorables (W50)
Analyse des flux
- Mouvements d'air sur et autour des modules
- Pressions, forces et couples appliqués
Dimensionnement
- Vérification des valeurs limites des panneaux
- Solutions techniques contre l'arrachement
Structure d'une centrale photovoltaïque
Les centrales photovoltaïques sont constituées d'un grand nombre de panneaux photovoltaïques (PV) connectés en série et en parallèle pour produire de l'électricité. Elles peuvent être installées dans des lieux très variés, notamment des parkings, des plaines et la mer. Elles doivent faire face à des conditions météorologiques très diverses : pluie, tempêtes, températures extrêmes et surtout rafales de vent. Ce vent dépend de l'emplacement de la centrale : il sera plus fort en mer, par exemple.
EOLIOS vous aide à dimensionner les installations de votre centrale photovoltaïque en étudiant les risques d'arrachement des panneaux PV par les fortes rafales de vent.
Les panneaux solaires d'une centrale sont composés de silicium, et peuvent être monocristallins ou polycristallins. Leur durée de vie est d'environ 20 ans. Pour capter le maximum de rayonnement solaire, certains panneaux sont équipés de trackers permettant de modifier leur inclinaison selon la position du soleil au cours de la journée. Cette technologie les rend plus sensibles aux perturbations que les panneaux fixes : le risque d'arrachement par le vent est plus élevé, c'est pourquoi des systèmes d'amortissement sont installés pour protéger les modules PV.
De plus, ceux-ci sont soutenus par des longerons qui peuvent être fixés de diverses manières — à un moteur par exemple, dans le cas du panneau avec tracker. Toute cette structure peut être déformée par les rafales de vent, qui exercent une force hétérogène et donc un couple sur le panneau PV.
Analyse du vent et des rafales
EOLIOS étudie les actions du vent sur les bâtiments ou les effets du vent en ville grâce à la simulation CFD, mais nous pouvons aussi vous aider à analyser les effets du vent et des rafales sur votre centrale solaire. Le vent peut gravement endommager les panneaux photovoltaïques extérieurs : il exerce une pression sur la surface des panneaux. Si la force appliquée est trop importante, ils risquent d'être arrachés, détachés et donc endommagés. Il est donc important de sécuriser les centrales PV contre le vent et les rafales — ces dépassements significatifs de la vitesse du vent. Le dimensionnement et la protection de la centrale constituent ainsi un enjeu majeur pour l'industrie solaire.
Afin d'optimiser le dimensionnement du système, les études sont menées dans le scénario le plus défavorable, c'est-à-dire avec les vents les plus défavorables mais aussi les plus fréquents. Les analyses des roses des vents pour différentes périodes proches du projet renseignent sur les vents dominants du site. Les vitesses d'air les plus défavorables — les plus élevées mesurées sur l'année à partir des données météorologiques — sont utilisées comme paramètres d'entrée de l'étude.
Nous nous référons à l'Annexe Nationale NF EN 1991-1-4 (Eurocode 1) pour simuler et calculer les pressions de vent sur la structure, avec une vitesse de vent de référence correspondant à une probabilité annuelle de dépassement égale à 0,02 (événement de période de retour 50 ans, soit W50).
Simulation du vent pour une centrale photovoltaïque
La simulation CFD repose sur un modèle 3D CFD précis et détaillé du projet. Il inclut une modélisation précise des modules de la centrale photovoltaïque, ainsi que de l'environnement immédiat du site sur une distance de 500 m. La topographie est également prise en compte. Un maillage de ce modèle est généré et raffiné aux endroits appropriés.
Des simulations CFD sont réalisées pour visualiser les mouvements d'air sur et autour des modules PV. Plusieurs scénarios — avec différents vents et différentes inclinaisons de panneaux — sont étudiés pour déterminer les solutions techniques potentielles contre l'arrachement, pour un vent horizontal par rapport au sol qui génère des couples plus élevés lorsque le panneau est plus incliné. Grâce à la CFD, il est donc possible de calculer les couples et les forces, et de déterminer si ceux-ci dépassent les valeurs limites des panneaux PV.
EOLIOS vous accompagne dans le dimensionnement au vent
EOLIOS est capable de réaliser des études CFD complètes du site du projet. Ces études peuvent être menées à grande échelle, sur de grandes centrales photovoltaïques, avec un haut degré de précision — au service de la tenue au vent de vos centrales solaires et projets d'énergie renouvelable.
Savoir-faire : simuler la pression du vent sur les bâtiments — Eurocode 1
