Optimizirana tehnologija postavljanja kabljev in električnih vodov za fotovoltaične elektrarne: pristop na osnovi BIM-a

1 Raziskava tehnologije položnja kabljev in postopka vodljenja v fotovoltahičnih elektrarnah
1.1 Zbiranje podatkov

Pred gradnjo BIM modela za položnje kabljev je potrebno globoko razumeti podrobnosti parametrov uporabljenih oprem, materialov in stanja na mestu, s ciljem izboljšanja natančnosti gradnje modela. Da bi se zagotovilo, da BIM model točno odraža dejansko stanje na mestu, je ključno točno zbrati in vnesti specifične tehnične parametre ključne opreme. Ti vključujejo točne dimenzije kablastih jarkov, podrobne specifikacije distribucijskih škatel, zunanje premerne dimenzije kablov in specifične parametre kablastih žlevkov. Odnos med temi parametri in modelom kabla mora slediti naslednjim pravilom:

V formuli je P množica ključnih parametrov; I natančnost modela položnja kabljev; f preslika P v I; g pa je funkcija prilagajanja. Točno pridobivanje parametrov neposredno vpliva na nadaljnjo gradnjo modela in njegovo uporabnost. Med zbiranjem podatkov so parametri opreme tesno povezani. Sprememba podatkov o katerikoli eni opremi lahko povzroči verige reakcij, kar zahteva pravočasno prilagajanje povezanih parametrov. Tako je na etapi zbiranja podatkov treba strategije fleksibilno prilagajati glede na stanje na mestu, da se zagotovi usklajenost in natančnost podatkov.

1.2 Gradnja modela kabla

V gradnji tvorijo vodiči kable po obložitvi. Za priklop kabljev na naprave namestimo konektorje na koncih kabljev. Geometrijski model kabla je omota, dobljena s skeniranjem prereza duške vzdolž osnovne črte. Prerez poenostavitev na krog (polmer r) in uporabite R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) za definicijo lokalnega koordinatnega sistema na osnovni črti S. Geometrija kabla je točno izražena z parametrizirano enačbo, ki opisuje gradnjo površine omote.

V formuli W predstavlja lokalno mejni matriko; C(s) predstavlja globalno koordinatno lokacijsko točko; M(s) predstavlja matriko vrtenja. Geometrijski model kabla, zgrajen na podlagi te formule, je prikazan na Sliki 1.

Na Sliki 1 je premična črta S jasno označena kot centralna os kabla. Na S je vzeta točka q kot vozlišče, kjer je zgrajen lokalni koordinatni sistem R, ki opisuje smernostni lastnosti prereza. Specifično, d1 (enotski vektor v glavnem normalnem smeri) določa glavno normalno orientacijo prereza; d2 (enotski vektor v binormalni smeri, pravokoten na d1) dodatno opiše smer; d3 (enotski vektor v tangentni smeri vzdolž S) prikazuje trend raztezanja kabla v točki q. Prerez v točki q je predpostavljen kot krog s polmerom r0, kar oblikuje celosten geometrijski model z smernimi vektorji za nadaljnjo analizo primerov kabla.

Kot je prikazano na Sliki 2, je primer kabla določen s štirimi vogali v1–v4, ki ga delijo na tri segmente l1: v1–v2; l2: v2–v3; l3: v3–v4, z v1 in v4 kot krajišči. Za vsak segment so njegove smernostne lastnosti in oblika prereza določeni z njegovim položajem/dolžino na S in geometrijskim modelom. Tako segmenti l1–l3 ustrezajo prerezom C1–C3, ki skupaj oblikujejo geometrijsko predstavitev kabla.

1.3 Položnje kabla

Z integracijo podrobnosti iz Slik 1 in 2 je mogoče točno razumeti geometrijsko modeliranje in lastnosti segmentiranja kabla. Model točno prikazuje ključne geometrijske elemente (centralna os, oblika prereza, smernostne lastnosti) in omogoča globljo analizo kabla preko natančnega segmentiranja, kar zagotavlja teoretično podlago za učinkovito položnje.

Pri pripravi pred položnjem se izvedejo skupne dolžine različnih vrst kabljev na podlagi modela. Podatki so organizirani v standardne tabele glede na vrsto kabla, ki zagotavljajo točne informacije in smernice za gradnjo. Za metodo položnja ta projekt uporablja neposredni zakop, da zagotovi strokovnost in učinkovitost.

Med položnjem v kablastih jarkih postavite enakomerno sloje peska/tanka tla, da ohranite polmer ukrivljenosti kabla znotraj mej. Za trakcijo uporabite električne vinčnice. Pri položnju večvrstnih kabljev strogo sledite omejitvam polmera ukrivljenosti:

V formuli rmin predstavlja varno omejitev ukrivljanja kabla; cr predstavlja najmanjši varni polmer obrata kabla. Po zaključku dela položnja kabljev je treba formalno oddati prošnjo za sprejem skrita dela oddelku, ki je odgovoren za kontrolo kakovosti projekta. Ko je postopek sprejema uspešno zaključen, ravnomerno postavite tanko tla na zgornji in spodnji strani kabla kot zaščitni sloj in nato pokrijte kabel pokrovom za kable. Poleg tega pri načrtovanju poti kabla naj bi bila prednost dana, da bo pot tesno prilegala površini dovoljenih ovir za vodljenje:

V formuli qi predstavlja določeno vozlišče na osnovni črti poti kabla; OS je vozlišče površine ovire; Rr je polmer kabla; Inter dis je najkrajša razdalja med točkami. Pred nazajpolnilom pregledate, da se prepričate, da vse skrita dela ustrezajo standardom. Nato utrdite nazajpolnilo, da zagotovite njegovo gostoto in stabilnost, v skladu s specifikacijami.

Po utrditvi postavite kazalne palice na ključnih mestih (križišča kabljev, priključki, obrati). Kable obmotajte lenom za zaščito. Ko neposredno zakopani kabeli prehajajo skozi stavbe, preverite višinske razlike med zunanjimi in notranjimi cevi; če so zunanje cevi višje, uporabite vodootpeljevalne ukrepe, da zagotovite varno položnjo.

1.4 Vodljenje kabla

Kot ključni korak pri gradnji fotovoltahičnih elektrarn, mora vodljenje kabljev strogo slediti specifikacijam in postopkom, da zagotovi stabilne, zanesljive in varne električne povezave.

Najprej pripravite popolne in kvalitetne orodja (striparji za vodove, kleštje za obdelavo, izolacijske rokavi, terminali, izolacijski trak) in materiale. Prepričajte se, da kabeli ustrezajo projektiranim specifikacijam in prestopijo kontrole kakovosti (brez poškodb, intaktna izolacija).

Pred vodljenjem točno stripijte kable: z uporabo striparskih kleštij odstranite zunane obloge/notranje izolacije glede na zahteve terminalov, izpostavite vodiče (odstranite ostre robove/oksidne plasti). Izberite primere terminali glede na prečne preseke vodičev in potrebe vodljenja. Formula je naslednja:

V formuli T predstavlja vrsto terminala; A je prečni presek vodiča kabla; R označuje parametre vodljenja; S je preslikovalna funkcija. Uporabite kleštje za obdelavo, da trdno obdelate vodiče in terminele, da zagotovite, da ni luze ali slabe stike. Med vodljenjem strogo sledite projektiranim risbam in specifikacijam, da točno povežete obdelane terminele z terminali opreme, da zagotovite trdnost.

Za večvrstne kable ujemajte barve/številke, da se izognete napačnim povezavam. Po vodljenju obmotajte povezave z izolacijskimi rokavi/trakom, da izboljšate izolacijo in preprečite vstop vlage ali prahu. Skupaj, vodljenje kabla je ključno za gradnjo fotovoltahičnih elektrarn, zahteva strogo sledenje specifikacijam, da zagotovi kakovost in varnost, kar postavlja trdno podlago za stabilno delovanje.

2 Eksperimentalna analiza

Da bi se preverila učinkovitost in izvedljivost predlagane tehnologije položnja in vodljenja kabljev za fotovoltahične elektrarne, je ta primerjava z tradicionalnimi metodami.

2.1 Eksperimentalni objekti

Eksperiment se izvaja v laboratorijskih pogojih z uporabo MATLAB-a za simulacijo načrtovanja poti. Izbranih je 20 standardiziranih nalog položnja in vodljenja kabljev, ki so razdeljeni v 4 skupine (po 5 nalog) za zmanjšanje naključnih napak preko statistične disperzije, kar izboljša stabilnost rezultatov.

2.2 Priprava eksperimenta

Strojna oprema vključuje računalnike z 500GB shrambo, 32GB pomnilnikom in Windows 10. Te so bili odškodirani in optimizirani, da zagotovijo stabilno delovanje, točno simulirajo realne pogoje za zanesljive rezultate.

2.3 Rezultati in analiza eksperimenta

Tri metode so primerjane z predlagano; rezultati so prikazani v Tabeli 1.

3 Zaključek

Analiza podatkov v Tabeli 1 kaže, da ima predlagano rešitev položnja in vodljenja kabljev značilne prednosti. Njegov načrtovanje poti (≈50m) je 40m, 45m in 50m krajši od metod 1, 2, 3. To ne le dokazuje učinkovito načrtovanje poti, ampak tudi poudarja ogromno uporabno potencial v projektih fotovoltahičnih elektrarn, ki ponuja dragocene referenčne informacije za energetski sektor.

Ta članek raziskuje položnje in vodljenje kabljev za fotovoltahične elektrarne, uporablja BIM modeliranje, da izboljša učinkovitost in varnost. Eksperimenti kažejo, da je ta metoda boljša od tradicionalnih v načrtovanju poti – krajšanje dolžin in izboljšanje kakovosti. Podpira gradnjo fotovoltahičnih elektrarn in prispeva k trajnostnemu razvoju industrije.

V prihodnosti bo integracija pametne gradnje in velikih podatkov teh tehnologij še bolj pametnejše in učinkovite, spodbujajo zeleno, nizkoogljično industrijo. Upamo, da bo več inovacij optimiziralo procese, zmanjšalo stroške in posodobilo globalno energetske strukture.