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A review of static and dynamic heliostat wind loads

Emes, Matthew und Jafari, Azadeh und Pfahl, Andreas und Coventry, Joe und Arjomandi, Maziar (2021) A review of static and dynamic heliostat wind loads. Solar Energy (225), Seiten 60-82. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2021.07.014. ISSN 0038-092X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
15MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038092X21005831

Kurzfassung

Accurate estimation of the static and dynamic wind loads on heliostats based on detailed measurement and characterisation of turbulence is crucial to avoid structural failure and reduce the cost of the structural heliostat components. Wind load predictions for heliostats are not specified in design standards for buildings because of a heliostat's non-standard shape and the variations of wind velocity and turbulence in the lowest 10 m of the atmospheric boundary layer (ABL). This paper reviews the static and dynamic wind loads on heliostats in the most unfavourable operating and stow positions, with a focus on the aerodynamic effects related to the heliostat structural component geometry, turbulence parameters in the ABL and field spacing. An increased resolution of field-scale wind measurements at heliostat field sites is recommended to fully characterise the ABL turbulence, as the high-intensity gusts over shorter durations at heights below 10 m lead to high-amplitude displacements with larger frequencies than observed in standard building structures. Increased understanding and development of aerodynamic wind load predictions for heliostats, based on their critical scaling parameters and local wind conditions, would increase the accuracy of annual field efficiency models through an improved resolution of operating load data and reduce the capital cost of structural components in power tower plants.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143191/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A review of static and dynamic heliostat wind loads
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Emes, MatthewThe University of Adelaide, School of Mechanical EngineeringNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jafari, AzadehThe University of Adelaide, School of Mechanical EngineeringNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pfahl, AndreasAndreas.Pfahl (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Coventry, JoeThe Australian National University, Research School of EngineeringNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Arjomandi, MaziarThe University of Adelaide, School of Mechanical EngineeringNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Juli 2021
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.solener.2021.07.014
Seitenbereich:Seiten 60-82
Verlag:Elsevier
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:heliostat, wind load, aerodynamics, atmospheric boundary layer, turbulence
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Condition Monitoring
Standort: Jülich
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Kraftwerktechnik
Hinterlegt von: Pfahl, Andreas
Hinterlegt am:06 Okt 2021 18:05
Letzte Änderung:16 Jul 2023 03:00

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