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Erschienen in: Journal of Visualization 3/2021

09.02.2021 | Regular Paper

Numerical simulations of wind loading on the floating photovoltaic systems

verfasst von: Gyu-Han Lee, Ji-Woong Choi, JaeUn Kim, Ji-Hyun Seo, Hojin Ha

Erschienen in: Journal of Visualization | Ausgabe 3/2021

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Abstract

This study analyses the fluid dynamics of wind loadings on the floating photovoltaic (PV) system using computational fluid dynamics. The two representative models of pontoon-type and a frame-type with a panel angle of 15° to the ground were investigated. The simulation was performed using the steady solver and incompressible Reynolds-Averaged Navier–Stokes equations with a shear stress transport \(k\)\(\omega\) turbulence model. Inlet condition was 45 m/s steady wind, and outlet condition was set to atmospheric pressure. The results confirmed that wind blowing from the backside of floating PV systems increases drag, lift, and pressure on the first row of the PV panels. The maximum drag and lift coefficient of frame-type PV panels were 0.85 and 0.79, respectively, while that of pontoon-type were 0.81 and 0.65, respectively. The maximum drag and lift coefficient of pontoon-type PV panels with a floating body are 0.29 and 0.25, respectively. Adding the floating body reduced the wind loadings by 70%. Additionally, the blocking back space of the PV panel effectively reduced the maximum drag and lift by 75%, as it prevented the flow impingement.

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Literatur
Zurück zum Zitat Goubergrits L, Weber S, Petz Ch, Hege H-C, Spuler A, Poethke J, Berthe A, Kertzscher U (2009) Wall-PIV as a near wall flow validation tool for CFD: application in a pathologic vessel enlargement (Aneurysm). J Visual 12:241–250 CrossRef Goubergrits L, Weber S, Petz Ch, Hege H-C, Spuler A, Poethke J, Berthe A, Kertzscher U (2009) Wall-PIV as a near wall flow validation tool for CFD: application in a pathologic vessel enlargement (Aneurysm). J Visual 12:241–250 CrossRef
Zurück zum Zitat Menter FR (1993) Zonal two equation k-w turbulence models for aerodynamic flows AIAA paper 2906 Menter FR (1993) Zonal two equation k-w turbulence models for aerodynamic flows AIAA paper 2906
Zurück zum Zitat Menter FR, Kuntz M, Langtry R (2003) Ten years of industrial experience with the SST turbulence model turbulence. Heat Mass Transf 4:625–632 Menter FR, Kuntz M, Langtry R (2003) Ten years of industrial experience with the SST turbulence model turbulence. Heat Mass Transf 4:625–632
Zurück zum Zitat Radu A, Axinte E, Theohari C (1986) Steady wind pressure on solar collectors on flat-roofed buildings. J Wind Eng Ind Aerodyn 23:249–258 CrossRef Radu A, Axinte E, Theohari C (1986) Steady wind pressure on solar collectors on flat-roofed buildings. J Wind Eng Ind Aerodyn 23:249–258 CrossRef
Zurück zum Zitat Shen Q, Uselton S, Pang A (2003) Comparisons of wind tunnel experiments and computational fluid dynamics simulations. J Visual 6:31–39 CrossRef Shen Q, Uselton S, Pang A (2003) Comparisons of wind tunnel experiments and computational fluid dynamics simulations. J Visual 6:31–39 CrossRef
Metadaten
Titel
Numerical simulations of wind loading on the floating photovoltaic systems
verfasst von
Gyu-Han Lee
Ji-Woong Choi
JaeUn Kim
Ji-Hyun Seo
Hojin Ha
Publikationsdatum
09.02.2021
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Journal of Visualization / Ausgabe 3/2021
Print ISSN: 1343-8875
Elektronische ISSN: 1875-8975
DOI
https://doi.org/10.1007/s12650-020-00725-z

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