Optimizirana tehnologija postavljanja kabela i izgradnje vodova za fotovoltaične elektrane: pristup temeljen na BIM-u

1 Istraživanje tehnologije postavljanja kabela i žičanja u fotovoltačkoj elektranji
1.1 Skupljanje podataka

Prije izgradnje BIM modela za postavljanje kabela, potrebno je duboko savladati detaljne parametre specifikacija opreme, materijala korištenih u izgradnji i uvjetima na lokaciji, s ciljem poboljšanja točnosti izgradnje modela. Da bi se osiguralo da BIM model točno odražava stvarnu situaciju na građevinskom lokalitetu, ključno je točno skupljati i unijeti specifične tehničke parametre ključne opreme. To uključuje precizne dimenzije kanala za kable, detaljne specifikacije razdobljaka, vanjske dijametralne dimenzije kabela i specifične parametre vodilica. Odnos tih parametara i modela kabela treba prati sljedeće pravilo:

U formuli, P je skup ključnih parametara; I je točnost modela postavljanja kabela; f preslikava P u I; a g je funkcija prilagođavanja. Točno skupljanje parametara direktno utječe na kasniju izgradbu modela i njegovu praktičnost. Tijekom skupljanja podataka, parametri opreme su tesno povezani. Promjena u podacima bilo koje jedne opreme može pokrenuti lančane reakcije, što zahtijeva pravo vrijeme prilagođavanja povezanih parametara. Stoga, u fazi skupljanja podataka, fleksibilno prilagodite strategije prema uvjetima na lokaciji kako biste osigurali konzistentnost i točnost podataka.

1.2 Izgradnja modela kabela

Pri izgradnji, provodnici formiraju kabel nakon dodavanja omota. Za povezivanje kabela s terminalima opreme, instaliraju se konektori na krajevima kabela. Geometrijski model kabela je obloženje dobiveno skeniranjem presjeka duž centarlinije. Presjek se pojednostavljuje na krug (radijus r) i koristi se R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) za definiranje lokalnog koordinatnog sustava na centarliniji S. Geometrija kabela točno se izražava parametriziranim jednadžbama, opisujući izgradbu površine obloženja.

U formuli, W predstavlja lokalnu granicnu matricu; C(s) predstavlja globalnu koordinatnu pozicioniranu točku; M(s) predstavlja matricu rotacijske transformacije. Geometrijski model kabela izgrađen na temelju ove formule prikazan je na slici 1.

Na slici 1, crta S jasno označava centralnu os kabela. Na S uzima se karakteristična točka kao čvor q, gdje se gradi lokalni koordinatni sustav R za opis smjernih svojstava presjeka. Konkretno, d₁ (jedinica vektora u glavnom normalnom smjeru) definira glavni normalni orijentaciju presjeka; d₂ (jedinica vektora u binormalnom smjeru, okomit na d₁ precizira opis smjera; d₃ (jedinica vektora u tangencijalnom smjeru duž S) pokazuje trend proširenja kabela u točki q. Presjek u točki q pretpostavlja se kružnim s radijusom r₀, formirajući kompletni geometrijski model sa smjernim vektorima za kasniju analizu primjeraka kabela.

Kao što je prikazano na slici 2, primjerak kabela definira se četiri vrha v₁–v₄, podijeljenih na tri segmenta l₁: v₁–v₂; l₂: v₂–v₃; l₃: v₃–v₄, s v₁ i v₄ kao krajevima. Za svaki segment, njegova smjerna svojstva i oblik presjeka određuju se njegovom pozicijom/duljinom na S i geometrijskim modelom. Stoga, segmenti l1–l3 odgovaraju presjecima C₁–C₃, zajedno formirajući geometrijsko predstavljanje kabela.

1.3 Postavljanje kabela

Integracija detalja s slika 1 i 2 omogućuje točno shvaćanje geometrijskog modeliranja i značajki segmenata kabela. Model točno prikazuje ključne geometrijske elemente (centralnu os, oblik presjeka, smjerne atribut) i omogućuje nadaljnju analizu kabela putem fino podijeljenih segmenata, pružajući teorijsku osnovu za učinkovito postavljanje.

Tijekom pripreme za postavljanje, izvedite ukupne duljine kabela različitih specifikacija na temelju modela. Organizirajte podatke u standardne tablice po tipu kabela, osiguravajući točne informacije i smjernice za izgradnju. Za metodu postavljanja, ovaj projekt usvaja direktno zakopavanje kako bi se osigurala profesionalnost i učinkovitost.

Pri postavljanju u kanale za kable, stavite uniformnu podlogu od pješčana/tanka tla kako biste održali poluprecnik savijanja kabela unutar granica. Koristite električne vinove za trakciju. Pri postavljanju višeživaca, strogo pridržavajte ograničenja poluprecnika zakrivljenosti:

U formuli, r_min predstavlja sigurno ograničenje savijanja kabela; cr predstavlja minimalni sigurni poluprecnik zakretanja kabela. Nakon završetka rada na postavljanju kabela, potrebno je formalno podnijeti zahtjev za prihvaćanje skrivenog projekta odjelu odgovornom za kontrolu kvalitete projekta. Nakon uspješnog proizvoda procedure prihvatanja, ravnomjerno složite tanko tlo na gornjoj i donjoj strani kabela kao zaštitni sloj, a zatim pokrijte kabel poklopcom za kable. Također, pri planiranju rute kabela, prioritet treba dati da ruta blisko prilijepe na površinu dopuštenih prepreka za žičanje:

U formuli, q_i je određeni čvor na centralnoj liniji rute kabela; OS je čvor površine prepreke; R_r je radijus kabela; Inter dis je najmanja udaljenost između točaka. Prije punjenja, pregledajte kako biste potvrdili da svi skriveni projekti ispunjavaju standarde. Zatim utvrđujte punjenje kako biste osigurali njegovu gustoću i stabilnost, u skladu s specifikacijama.

Nakon utvrđivanja, zakopajte markere smjera na ključnim pozicijama (presjeci kabela, spojevi, zakreti). Otvorite kable konoplom za zaštitu. Kada direktno zakopani kabeli prođu kroz zgrade, provjerite visinske razlike između vanjskih i unutarnjih cjevova; primijenite vodootpornost ako su vanjske cijevi više kako biste osigurali sigurnost postavljanja.

1.4 Žičanje kabela

Kao ključni element u izgradnji fotovoltačke elektranje, žičanje kabela mora slijediti stroge specifikacije/postupke kako bi se osigurala stabilna, pouzdana i sigurna električna povezanost.

Prvo, pripremite potpune/kvalificirane alate (stripari za žice, klešta za crpljenje, izolacijske manšete, terminali, izolacijska traka) i materijale. Osigurajte da kabeli zadovoljavaju dizajnerske specifikacije, prođu kvalitetske kontrole (bez oštećenja, cjelovita izolacija).

Prije žičanja, točno skinite omot kabela: koristite stripare za uklanjanje spoljnjih omota/unutarnje izolacije prema zahtjevima terminala, otkrijte provodnike (uklonite obrubnice/oksid). Odaberite odgovarajuće termine na temelju presjeka provodnika i potreba za žičanjem. Formula je sljedeća:

U formuli, T je tip terminala; A je presjek površine provodnika kabela; R označava parametre žičanja; S je funkcija preslikavanja. Koristite kleštice za crpljenje kako biste čvrsto crplili provodnike i termine, osiguravajući da nema otklanjanja ili lošeg kontakta. Tijekom žičanja, strogo slijedite crteži i specifikacije dizajna kako biste točno povezali crpljene termine s terminalima opreme, osiguravajući čvrstoću.

Za višeživačke kable, podudarite boje/brojeve kako biste izbjegli greške u povezivanju. Nakon žičanja, otvorite spojeve izolacijskim manšetama/trakom kako biste unaprijedili izolaciju i sprečili uključivanje vlage ili prašine. Ukratko, žičanje kabela je ključno za izgradnju fotovoltačke elektranje, zahtijeva strogo slijedovanje specifikacija kako bi se osigurala kvaliteta i sigurnost, stvarajući čvrstu temeljnicu za stabilno funkcioniranje.

2 Eksperimentalna analiza

Da bi se verificirala učinkovitost i mogućnost primjene predložene tehnologije postavljanja kabela i žičanja u fotovoltačkim elektranama, uspoređuje se s tradicionalnim metodama.

2.1 Eksperimentalni objekti

Eksperiment se provodi u laboratorijskim uvjetima koristeći MATLAB za simulaciju planiranja putanje. Odabrano je dvadeset standardnih zadataka postavljanja kabela i žičanja, podijeljenih u 4 grupe (po 5 zadataka) kako bi se smanjila slučajna greška putem statističke raspršenosti, unaprijedivajući stabilnost rezultata.

2.2 Priprema eksperimenta

Hardver uključuje računala s 500GB prostora za pohranu, 32GB memorije i Windows 10. Ova su optimizirana i ispravljana kako bi se osigurala stabilna radnja, točno simulirajući stvarne uvjete za pouzdane rezultate.

2.3 Rezultati i analiza eksperimenta

Uspoređeno je tri metode s predloženom; rezultati prikazani su u tablici 1.

3 Zaključak

Analiza podataka iz tablice 1 pokazuje da predloženo rješenje postavljanja i žičanja kabela ima izrazite prednosti. Njegov dizajn putanje (≈50m) je 40m, 45m i 50m kraći od metoda 1, 2, 3. To ne samo dokazuje učinkovito planiranje putanje, već ističe ogroman potencijal primjene u projektima fotovoltačkih elektrana, pružajući vrijedne reference industriji energije.

Ovaj rad istražuje postavljanje i žičanje kabela u fotovoltačkim elektranama, koristeći BIM modeliranje kako bi se povećala učinkovitost i sigurnost. Eksperimenti pokazuju da je metoda nadmoćna tradicionalnim metodama u planiranju putanje - skraćujući duljine i poboljšavajući kvalitetu. Ona podržava izgradnju fotovoltačkih elektrana i potiče održivi razvoj industrije.

U budućnosti, integracija pametne izgradnje i velikih podataka učinit će ove tehnologije pametnijima i učinkovitijima, potičući zeleniju, niskougljičnu industriju energije. Očekujemo više inovacija kako bismo optimizirali procese, smanjili troškove i unaprijedili globalnu strukturu energije.