La energía solar no es una energía alternativa: es la energía.
Hermann Scheer

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Tema: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

  1. #11
    MIGUELON11 está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    Esta claro que F=P*S*sen(a), hay que tener en cuenta la abertura de salida del viento ya que incide directamente sobre la P (los golpes de viento o rachas, q es lo mas peligroso ).

    El viento peligroso es que el que incide por la parte trasera, como cáculo de partida deberíamos asegurar la fila mas al norte de la instalación dado que actuará de parapeto sobre el resto de filas..

    Si la altura de una fila de paneles es : h= longitud del panel x cos (a)-->y establecemos en la parte inferior una salida de vientos equivalente al 20% de h, reducimos P un 50%

  2. #12
    Ximo08 está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    Gracias Miguelon11 por ayudarme en este tema.

    Me gusta esa solución de dejar un 20% libre para reducir la presión del viento.

    Pero mi gran duda es como calcular la presión del viento. Si intento hacerlo usando el CTE es un verdadero lio.

    Por otra parte se comenta en el foro que se puede calcular como P=k.s.v^2, siendo k un coeficiente adimensional.

    ¿Pero que valor tiene k?

    Un saludo

  3. #13
    MIGUELON11 está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    Cita Iniciado por Ximo08 Ver mensaje

    Por otra parte se comenta en el foro que se puede calcular como P=k.s.v^2, siendo k un coeficiente adimensional.

    ¿Pero que valor tiene k?

    Un saludo

    Viendo la fórmula: "P=k s v^2" pienso q k debe ser un coeficiente aerodinámico resultado del cociente entre la velocidad de entrada del viento y la de salida, pero mejor q lo responda msn q es quien lo ha introducido...desde luego yo nunca he utilizado coeficientes aerodinámicos...(un panel no es un F1) . Se trata de impedir el impacto de las ráfagas o golpes de viento..fuertes y para ello que mejor que disminuir la P de entrada con una salida en la misma dirección .

  4. #14
    Avatar de aprendizdetodo
    aprendizdetodo está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    Hola a todos,

    He leído el post y no me queda claro, yo tengo una estructura de 20 y 60 grados, viento de 5m/s, 8 metros cuadrados de paneles. He preparado pesos de 30Kg para poner en la estructura, tambien esta collada al hormigon pero no muy profundo. Me gustaria poder estimar cuantos pesos tendria que poner, no es algo profesional pero me gustaria tener una idea para que soporte estos vientos sin peligro de que salgan volando los paneles.

    Si alguien me puede indicar un poco las formulas y unidades me haria un gran favor.

    Gracias y un saludo,

  5. #15
    Pavlo está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    La presión dinámica es igual a la velocidad del viento al cuadrado por la densidad del aire y por una constante, como habeis comentado. Esa constante según el CTE es 0,5 y la densidad media del aire se puede considerar 1,25 kg/m3.

    En cuanto a la velocidad no se puede poner la que se quiera, sino aquella que, según la norma, no puede tener una probabilidad de ser sobrepasada anualmente mayor de 0.02% lo cual hace que, estadísticamente, se alcance cada 50 años. Teniendo en cuenta que las instalaciones fotovoltaicas duran unos 40 años cada uno que interprete si ha de calcularla un poco más alta para que evitar algún tipo de problemas.

    Esto es solo la presión dinámica pero para calcular las cargas que sufren hay que multiplicarla por unos coeficientes. Siguiendo el CTE la DB-SE-SE dice lo que a continuación cito:

    La acción de viento, en general una fuerza perpendicular a la superficie de cada punto expuesto, o presión estática, qe puede expresarse como:

    qe = qb • ce • cp

    siendo:

    qb = la presión dinámica del viento. De forma simplificada, como valor en cualquier punto del territorio español, puede adoptarse 0,5 kN/m2. Esto es lo que estais tratando hasta ahora pero como veis ahí no se acaba el cálculo.

    ce = el coeficiente de exposición, variable con la altura del punto considerado, en función del grado de aspereza del entorno donde se encuentra ubicada la construcción. Una zona media con algunos obstáculos es de alrededor de 2. En la tabla 3.4 del documento DB-SE-AE vienen casos más detallados.

    cp = el coeficiente eólico o de presión, dependiente de la forma y orientación de la superficie respecto al viento, y en su caso, de la situación del punto respecto a los bordes de esa superficie; un valor negativo indica succión.

    Para el Coeficiente eólico asemejo la forma de una placa solar a la de una marquesina a un agua. En la tabla D.10 del Anexo D del DB-SE-AE vienen diferentes coeficientes dependiendo del ángulo de inclinación. La pega es que solo hay datos hasta 30 grados...

    Los resultados de la presión estática estan en KN/m2 (teniendo en cuenta que la presión dinámica tb está en kN) por lo que si tienes tantos metros cuadrados de placas solo hay que multiplicar eso por el resultado

  6. #16
    metileno está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    Cita Iniciado por MIGUELON11 Ver mensaje
    Viendo la fórmula: "P=k s v^2" pienso q k debe ser un coeficiente aerodinámico resultado del cociente entre la velocidad de entrada del viento y la de salida, pero mejor q lo responda msn q es quien lo ha introducido...desde luego yo nunca he utilizado coeficientes aerodinámicos...(un panel no es un F1) . Se trata de impedir el impacto de las ráfagas o golpes de viento..fuertes y para ello que mejor que disminuir la P de entrada con una salida en la misma dirección .
    Entiendo que la constante equivale a 1/2, pues procede de la fórmula de la energía cinética del viento Ec=1/2*m*V^2.
    La presión del viento es P=F/S (fuerza entre superficie)
    Por otro lado Ec=F*L (energía=fuerza*desplazamiento), por tanto F=Ec/L
    entonces P=Ec/L*S, como la velocidad es V=L/t entonces L=V*t
    Sustituyendo en la expresión anterior la Ec y el desplazamiento L, tenemos que:

    P=Ec/L*S= m*V^2/2*V*t*S=m*V/2*t*S
    Ahora sustituimos la masa "m". Sabenos que la densidad es D=m/v (masa partido por volumen), por tanto m=D*v
    la expresión anterior quedaría P=D*v*V/2*t*S
    volumen es v=S*L, y L=V*t, por tanto v=S*V*t
    por tanto P=D*S*V*t/2*t*S, se nos van la S y la t, quedando la expresión buscada:
    P=(D*V^2)/2, o lo que es lo mismo k*D*V^2, siendo k=1/2

    Espero haber ayudado. Un cordial saludo

  7. #17
    Derbyuser está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    Cita Iniciado por sunrise08 Ver mensaje
    Hola,

    alguien sabe de donde sale la fórmula:

    F=PxSxSen(a)^2

    donde
    F= fuerza del viento sobre el panel
    P=presion aire (Kg/m2)
    S=superficie panel
    a= angulo del panel respecto al suelo

    en particular no entiendo porque se utiliza el Seno cuadrado yo utilizaría únicamente Sen (a).

    Gracias y saludos.
    Sunrise08

    El fluido (aire) en movimiento libre está a la presión atmosférica, pero además de esta presión, debido a su masa (que depende de la densidad) y a su velocidad, acumula energía cinética, concepto que aplicado a fluidos equivale más o menos a lo que se denomina "presión dinámica" (Pd) y que es intangible. Cuando una masa de fluido en movimiento se para al chocar con un obstáculo, parte o la totalidad de su presión dinámica se transforma en presión estática (Pe) que si es tangible porque genera fuerzas. Debido a este fenómeno sentimos el viento en la cara, los paneles se vuelan, los seguidores se tumban, en fin ...

    La expresión de la presión dinámica de un chorro de fluido de densidad d y velocidad V es: Pd=1/2·d·V^2. De esta fórmula salen las presiones equivalentes de vientos según su velocidad que encontrarás en distintas fuentes.

    Ahora piensa en un panel de área S con una inclinación a y orientado al sur al que le ataca aire en movimiento de velocidad V por donde más le duele, es decir, desde el norte. Siendo muy conservativo, en las peores condiciones posibles, suponiendo que el chorro de aire que incide se remansa (se para) totalmente (lo que no ocurre en la realidad), a éste le da igual que el panel esté inclinado o que se encuentre con una pared virtual cuya sección sea igual la proyección vertical del panel (A=S·sena). La presión estática que se generaría en estas condiciones sería igual a la presión dinámica que el chorro tenía antes de pararse, Pe=Pd=1/2·d·V^2. La fuerza que genera esta presión al aplicarla sobre la superficie de la pared virtual es F=Pe·A=1/2·d·V^2·S·sena. Como la pared virtual es vertical, la fuerza resultante al aplicarle la presión estática es horizontal. Ahora descompongamos esta fuerza horizontal en dos, una normal o perpendicular al panel (Fn) y otra paralela al mismo (Fp).

    En teoría Fn es la que arranca la estructura de los anclajes y se lleva volando el panel y resulta ser Fn=F·sena=1/2·d·V^2·S·(sena)^2, que es la fórmula que no sabías de donde salía

    También en teoría Fp es menos perjudicial por que actúa empujando el panel contra el suelo, por lo que no se suele tener en cuenta, y resulta ser Fp=F·cosa=1/2·d·V^2·S·sena·cosa.

    Es un modelo como otros muchos. Al final, la normativa es la que manda.

    Espero no haberte liado mucho.

    Aprovecho para preguntar si alguien conoce o usa algún software de simulación para esto, cuál es, qué tal le va y si ha justificado algún proyecto con él.

    Un saludo,

    Derbyuser

  8. #18
    solarra está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    Hola,

    Llevo tiempo siguiendo este foro en general y el tema en cuestion no termino de entenderlo, hay algun maestro que me pueda desarrolar un ejemplo sobre los datos de un supuesto que facilito:

    Inclinacion de los colectores= 45º

    Supercficie instalacion 10 m2

    Velocidad del viento 30 m/s

    Cual sera la fuerza soportada F= P.S.Sen (a)

    Un abrazo para todos
    Solarra

  9. #19
    LEbousky está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    REspuesta:

    Primero se calcula la superficie PERPENDICULAR A LA FUERZA que es S`=S x Sen (alfa)

    En segundo lugar, por medio de P=F/S --> F=P x S` (fuerza es presion por superficie)

    F=P x S x Sen (alfa)

    En tercer lugar, descomponemos la fuerza F1. F1 = F x Sen (alfa)

    Introducimos los valores de fuerza F en la ecuación F1 =[P x S x Sen (alfa)] x Sen(alfa)

    Si despejamos obtenemos F1 = P x S x Sen^2(alfa)

    Si no estoy en lo cierto, que paren el mundo que yo me bajo.

  10. #20
    welsungo está desconectado Miembro del foro
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    Predeterminado Respuesta: Calculo de fuerza del viento sobre la estructura

    Dejo una imagen del apartado del eurocodigo donde se define la marquesina y sobe todo, muy importante, los coeficientes globales que el CTE se los pasa por el forro. Así obtendríamos el Cp para luego poner en la formulita aquella del CTE, la (3.1)

    qe = qb * ce * cp

    http://www.solarweb.net/forosolar/at...1&d=1289333244

    Ahora es para sorprenderse porque los esfuerzos que se deducen del CTE son muy superiores a lo que nos daba la clásica y añorada AE88. Es cierto que se quedaba justito en el cálculo pero es que ahora estamos sobredimensionando por exceso y muy por exceso.
    Y ya no hablo de las cimentaciones. Antes había un único coeficiente de mayoración de momentos estabilizadores de 1,50, ahora con el CTE si no recuerdo mal se minorizan por 0,9 las acciones favorables y se mayorizan por 1,90 las desfavorables. De ahí que salgan unos pedruscos por losas de cimentación más propios de la cimentación de una nave industrial que de unas placas solares.
    Miniaturas adjuntadas Miniaturas adjuntadas Calculo de fuerza del viento sobre la estructura-euroc.jpg  
    "Espantoso temor infundirá al osado y con presteza huirá el cobarde de la roca de Brunilda. Sólo obtendrá esta novia quien sea más libre que yo, que soy un dios." Richard Wagner, Die Walküre. (Der Ring des Nibelungen).

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