Güneş Enerjili Santraller İçin Optimizasyonlu Kablo Yerleştirme ve Tesisat İnşaat Teknolojisi: BIM Tabanlı Yaklaşım
1 Güneş Enerjisi Santralinde Kablo Yerleştirme ve Kablolama Yapım Teknolojisi Araştırma
1.1 Veri Toplama
Kablo yerleştirme için BIM modeli oluşturmadan önce, ilgili ekipman özelliklerinin, inşaatta kullanılan malzemelerin ve saha koşullarının detaylı parametrelerini derinlemesine bilmesi gerekir. Bu, model inşasının doğruluğunu artırmayı amaçlar. BIM modelinin inşaat alanındaki gerçek durumu doğru bir şekilde yansıtabilmesi için, ana ekipmanların spesifik teknik parametrelerinin doğru bir şekilde toplanması ve girilmesi önemlidir. Bunlar, kablo hendeklerinin tam boyutları, dağıtım kutularının detaylı özellikleri, kablo dış çap ölçüleri ve kablo kanallarının spesifik parametrelerini içerir. Bu parametreler ile kablo modeli arasındaki ilişki aşağıdaki kurallara uymalıdır:
Formülde, P ana parametrelerin kümesidir; I, kablo yerleştirme modelinin hassasiyetidir; f, P'yi I'ye eşler; ve g ayarlama fonksiyonudur. Doğru parametre alımı, sonraki model inşası ve pratikliği doğrudan etkiler. Veri toplama sırasında, cihaz parametreleri sıkı bir şekilde ilişkilidir. Herhangi bir tek cihazın verisindeki değişiklik zincir reaksiyonlarını tetikleyebilir, bu nedenle ilgili parametrelerin zamanında ayarlanması gerekmektedir. Bu nedenle, veri toplama aşamasında, saha koşullarına dayalı olarak stratejileri esnek bir şekilde ayarlayarak veri tutarlılığını ve doğruluğunu sağlayın.
1.2 Kablo Modelinin Oluşturulması
İnşaat sırasında, iletkenler kaplama yapıldıktan sonra kablolar oluşturur. Kabloları ekipman uçlarına bağlamak için kablo uçlarına konektörler takılır. Bir kablo geometrik modeli, kesitinin merkez çizgisine paralel taranmasıyla elde edilen bir zarf gibidir. Kesiti basitleştirerek bir daire (yarıçap r) olarak kabul edilir ve R(s) = (d1(s), d2(s), d3(s)) kullanılarak merkez çizgisi S üzerinde yerel koordinat çerçevesi tanımlanır. Kablo geometrisi, zarf yüzey inşasını açıklayan parametrize edilmiş bir denklem ile tam olarak ifade edilir.
Formülde, W yerel sınır matrisi; C(s) global koordinat konumlandırma noktasını; M(s) ise dönme dönüşüm matrisini temsil eder. Bu formüle dayalı olarak inşa edilen kablo geometrik model Şekil 1'de gösterilmiştir.
Şekil 1'de, kesikli çizgi S, kablonun merkez eksenini net bir şekilde işaret eder. S üzerindeki bir özellik noktası q olarak alınır ve burada kesitin yönsel özelliklerini tanımlamak için yerel bir koordinat sistemi R oluşturulur. Özellikle, d1 (ana normal yönündeki birim vektör) kesitin ana normal yönelimini tanımlar; d2 (d1'e dik olan binormal yönündeki birim vektör) yön açıklamasını belirler; d3 (S boyunca teğet yönündeki birim vektör) q noktasındaki kablo uzantı eğilimini gösterir. q noktasındaki kesit yarıçapı r0 ile varsayılan bir daire şeklinde olup, yön vektörleriyle birlikte tam bir geometrik modeli oluşturur, böylece sonraki kablo örnek analizi için kullanılabilir.
Şekil 2'de gösterildiği gibi, kablo örneği dört köşe v1–v4 ile tanımlanır, bu da onu üç segmente böler: l1: v1–v2; l2: v2–v3; l3: v3–v4, v1 ve v4 bitiş noktalarıdır. Her segment için, kesit yön özellikler ve şekli, S üzerindeki pozisyonu/uzunluğu ve geometrik modele bağlıdır. Bu nedenle, l1–l3 segmentleri C1–C3 kesitlerine karşılık gelir, bu da kablo geometrik temsiliyi oluşturur.
1.3 Kablo Yerleştirme
Şekil 1 ve 2'deki detayların entegrasyonu, kablo geometrik modellemenin ve bölünme özelliklerinin doğru bir şekilde anlaşılmasına olanak tanır. Model, merkez eksen, kesit şekli, yön özellikleri gibi temel geometrik unsurları net bir şekilde tasvir eder ve ayrıntılı bölünme yoluyla derinlemesine kablo analizine olanak sağlar, böylece etkin yerleştirme için teorik bir temel oluşturur.
Yerleştirme öncesi hazırlık aşamasında, model üzerinden çeşitli özelliklerdeki kablo toplam uzunluklarını çıkarın. Kablo türüne göre standartlaştırılmış tablolara organize ederek inşaat için doğru bilgi ve yönergeler sağlayın. Yerleştirme yöntemi olarak, bu proje profesyonellik ve etkinliği sağlamak için doğrudan gömme yöntemini benimser.
Kablo hendeklerinde yerleştirirken, kablo bükülme yarıçapını sınırlar içinde tutmak için homojen bir kum/ince toprak yastık yerleştirin. Elektrikli vinçlerle çekme işlemi yapın. Çok çekirdekli kabloları yerleştirirken, eğrilik yarıçapı kısıtlamalarına sıkı sıkıya uygun hareket edin:
Formülde, rmin kablo güvenli bükülme limitini; cr ise kablo minimum güvenli dönme yarıçapını temsil eder. Kablo yerleştirme işini tamamladıktan sonra, projenin kalite kontrolüne sorumlu birime gizli proje kabul başvurusu sunmanız gerekir. Kabul prosedürü başarıyla geçildikten sonra, kablo üst ve alt kenarlarına düzgün bir şekilde ince toprak sererek koruma katmanı oluşturun ve ardından kablo üzerine kablo kapağı yerleştirin. Ayrıca, kablo rotasını planlarken, rotanın kablolamanın izin verilen engellerin yüzeyine yakın bir şekilde hizmet etmesi önceliği verilmelidir:
Formülde, qi kablo yol merkez çizgisindeki belirli bir düğüm; OS engel yüzey düğümü; Rr kablo yarıçapı; Inter dis ise noktalar arasındaki en kısa mesafedir. Geri doldurma öncesinde, tüm gizli projelerin standartlara uygun olduğunu gözden geçirin. Sonra geri doldurmayı sıkıştırarak yoğunluğunu ve istikrarını sağlayın, belirtmelere uygun hale getirin.
Sıkıştırmadan sonra, kritik noktalarda (kablo kesişimleri, bağlantıları, dönüşler) yön işaretçisi kazıkları gömün. Kabloları koruma amacıyla bezle sarın. Doğrudan gömülen kablolar binalardan geçtiğinde, dış-ic adet boru yükseklik farklarını kontrol edin; dış borular daha yüksek olduğunda su geçirmezlik uygulayarak yerleştirme güvenliğini sağlayın.
1.4 Kablo Kablolaştırma
Güneş enerjisi santrali inşaatında kritik bir halka olan kablo kablolama, kararlı, güvenilir ve güvenli elektriksel bağlantılar sağlamak için sıkı belirtmelere ve prosedürlere uymalıdır.
Öncelikle, tam ve uygun araçları (kabloyu soyucu, sıkıştırıcı makas, yalıtım kılıfları, uçlar, yalıtım bandı) ve malzemeleri hazırlayın. Kabloların tasarım belirtmelerine uyduğunu, kalite kontrollerinden geçtiğini (hasar görmemiş, yalıtım bütünü) emin olun.
Kablolama öncesi, kabloyu hassas bir şekilde soyun: uç gerekliliklerine göre kabloyu soyucu ile dış kaplamaları ve iç yalıtımı kaldırın, iletkenleri açığa çıkarın (kabuçları/oksitlemeleri kaldırın). İletken kesit alanlarına ve kablolama ihtiyaçlarına göre uygun uçları seçin. Formül şu şekildedir:
Formülde, T uç tipidir; A kabloyu iletken kesit alanıdır; R kablolama parametrelerini; S ise eşleme fonksiyonunu temsil eder. Sıkıştırıcı makasla iletkenleri ve uçları sıkı bir şekilde sıkıştırarak gevşeme veya kötü temas olmasını önleyin. Kablolama sırasında, tasarım çizimlerine ve belirtmelere sıkı sıkıya uyun, sıkıştırılmış uçları ekipman uçlarıyla doğru bir şekilde bağlayın, sıkışma sağlamlaştırın.
Çok çekirdekli kablolar için renkleri/sayıları eşleştirerek yanlış bağlantıları önleyin. Kablolaştıktan sonra, bağlantıları yalıtım kılıfları/bandıyla sararak yalıtımı artırın ve nem veya tozun girmesini önleyin. Sonuç olarak, kablo kablolama, güneş enerjisi santrali inşaatında kritik bir role sahiptir, kalite ve güvenliğin sağlanması için sıkı belirtmelere uyması gerekir, kararlı işletim için sağlam bir temel oluşturur.
2 Deneysel Analiz
Güneş enerjisi santralleri için önerilen kablo yerleştirme ve kablolama teknolojisinin etkinliğini ve uygunluğunu doğrulamak için, geleneksel yöntemlerle karşılaştırılır.
2.1 Deneysel Nesneler
Deneysel çalışma laboratuvar koşullarında MATLAB kullanılarak yol planlama simülasyonu yapılır. On iki standart kablo yerleştirme ve kablolama görevi seçilir ve dört gruba (her grupta beş görev) ayrılır, rastgele hataları azaltmak için istatistiksel dağılım ile sonuçların istikrarını artırır.
2.2 Deneysel Hazırlık
Donanım, 500GB depolama, 32GB bellek ve Windows 10 işletim sistemine sahip bilgisayarları içerir. Bu donanımlar, gerçek dünya koşullarını doğru bir şekilde simüle ederek güvenilir sonuçlar elde etmek için hata ayıklanmış ve optimize edilmiştir.
2.3 Deneysel Sonuçlar ve Analiz
Üç yöntem, önerilen yönteme karşılaştırılır; sonuçlar Tablo 1'de gösterilmiştir.
3 Sonuç
Tablo 1'deki verilerin analizi, önerilen kablo yerleştirme/kablolama çözümünün belirgin avantajlara sahip olduğunu göstermektedir. Yol tasarımı (≈50m) 1, 2, 3 yöntemlerine göre sırasıyla 40m, 45m ve 50m daha kısaydı. Bu, etkin yol planlamasını kanıtlamakla birlikte, güneş enerjisi santrali projelerinde büyük uygulama potansiyeline de işaret etmektedir, elektrik endüstrisi için değerli referanslar sağlar.
Bu makale, güneş enerjisi santrallerinde kablo yerleştirme ve kablolama konusunu inceler, BIM modellemesini kullanarak verimliliği ve güvenliği artırır. Deneyler, yöntemin geleneksel yöntemlere göre yol planlamada daha kısa yollar ve daha iyi kalite sağladığını göstermiştir. Bu, güneş enerjisi inşaatını destekler ve sürdürülebilir endüstri gelişimini güçlendirir.
Gelecekte, akıllı inşaat ve büyük veri entegrasyonu, bu teknolojileri daha akıllı ve verimli hale getirecek, daha yeşil, düşük karbonlu bir enerji sektörüne katkıda bulunacaktır. İşletme süreçlerini iyileştirmek, maliyetleri düşürmek ve küresel enerji yapısını yükseltmek için daha fazla yenilik beklenmektedir.
