MINI CENTRALE ELETTRICA "DIAMANTE"
Installazione: Parco Mediceo di Villa Demidoff, Località Pratolino, Vaglia (FI)Committente: ENEL Spa - Ing. Sauro Pasini, Ing. Gennaro De Michele
Titolare del deposito sul Design: ENEL Produzione S.p.A.
Progetto architettonico: Prof. Ing. Pier Luigi Maffei
Progetto delle strutture : Prof. Ing. Maurizio Froli, Ing. Gerardo Masiello
Direzione Lavori op. strutturali: Ing. Gerardo Masiello
Direzione Lavori op. architettoniche: Ing. Massimo Balestri
Capo Progetto ENEL: Ing. Davide Cecchini
Struttura Geodetica: CPM Snc
Struttura metallica sala Apparati: Sbrana Serramenti Snc
Opere Civili: SOGEMO Srl
Pannellatura in vetro superficie geodetica: RoberGlass Srl
Sistema Energetico: SGS Future Srl
Testo e immagini per gentile concessione Ing. Gerardo Masiello
Figura 1 - Foto della mini-centrale “Diamante”.
1. Breve descrizione -
Diamante è il nome attribuito ad un prototipo di mini-centrale elettrica nella quale l’energia radiante solare viene trasformata in energia elettrica per mezzo di pannelli fotovoltaici opportunamente disposti sulla superficie di una sfera reticolare in acciaio posta ad una certa altezza dal suolo.
La centrale ha la peculiarita', rispetto a un normale impianto fotovoltaico, di immagazzinare l'energia in appositi serbatoi sotto forma di ioni di idrogeno che alimentano batterie al litio. La sfera geodetica misura 4,0 m di raggio ed il suo centro è sostenuto a 7,63 m di altezza dal piano di imposta da una struttura reticolare sottostante all’interno della quale è situata la sala apparati.
La sfera è formata da aste in acciaio inossidabile AISI 316L, di sezione circolare CHS 101.6x4 e lunghezza rispettivamente 2,472 m e 2,186 m, e da nodi sferici pieni di diametro 132 mm, in acciaio AISI 303. L’involucro del Diamante è costituito da 80 pannelli in vetro alloggiati nelle maglie triangolari del reticolo strutturale, di questi 38 saranno utilizzati per la produzione di energia mediante l’inserimento di celle fotovoltaiche nel materiale di interfaccia. Ciascun pannello è costituito da due lastre di vetro stratificato extralucido temperato chimicamente e spesso 10+6 mm, con interposto uno strato di PVB (polivinilbutirrale) di 1,52 mm di spessore.
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1. Breve descrizione - Diamante è il nome attribuito ad un prototipo di mini-centrale elettrica nella quale l’energia radiante solare viene trasformata in energia elettrica per mezzo di pannelli fotovoltaici opportunamente disposti sulla superficie di una sfera reticolare in acciaio posta ad una certa altezza dal suolo. La centrale ha la peculiarita', rispetto a un normale impianto fotovoltaico, di immagazzinare l'energia in appositi serbatoi sotto forma di ioni di idrogeno che alimentano batterie al litio. La sfera geodetica misura 4,0 m di raggio ed il suo centro è sostenuto a 7,63 m di altezza dal piano di imposta da una struttura reticolare sottostante all’interno della quale è situata la sala apparati. La sfera è formata da aste in acciaio inossidabile AISI 316L, di sezione circolare CHS 101.6x4 e lunghezza rispettivamente 2,472 m e 2,186 m, e da nodi sferici pieni di diametro 132 mm, in acciaio AISI 303. L’involucro del Diamante è costituito da 80 pannelli in vetro alloggiati nelle maglie triangolari del reticolo strutturale, di questi 38 saranno utilizzati per la produzione di energia mediante l’inserimento di celle fotovoltaiche nel materiale di interfaccia. Ciascun pannello è costituito da due lastre di vetro stratificato extralucido temperato chimicamente e spesso 10+6 mm, con interposto uno strato di PVB (polivinilbutirrale) di 1,52 mm di spessore. |
Figura 2 – Render della mini-centrale “Diamante”.
2. Descrizione ed analisi del modello -
Si sono utilizzati elementi beam per le aste ed elementi plate per i pannelli in vetro.
Sul modello è stata eseguita un’analisi statica lineare, un’analisi dinamica lineare con spettro di risposta ed un’analisi di buckling per saggiare la sensibilità della struttura a fenomeni di instabilità globale.
Inoltre è stato indagato lo stato tensionale all’interno dei singoli pannelli di vetro mediante la messa a punto di un modello numerico per la schematizzazione del telaio in alluminio di supporto al pannello e del pannello stesso; quest’ultimo è stato modellato mediante elementi plate aventi spessore equivalente, in termini di comportamento flessionale, a quello della stratificazione di due lastre in vetro 10+6 mm con interposto strato di PVB.
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2. Descrizione ed analisi del modello -
Si sono utilizzati elementi beam per le aste ed elementi plate per i pannelli in vetro.
Sul modello è stata eseguita un’analisi statica lineare, un’analisi dinamica lineare con spettro di risposta ed un’analisi di buckling per saggiare la sensibilità della struttura a fenomeni di instabilità globale.
Inoltre è stato indagato lo stato tensionale all’interno dei singoli pannelli di vetro mediante la messa a punto di un modello numerico per la schematizzazione del telaio in alluminio di supporto al pannello e del pannello stesso; quest’ultimo è stato modellato mediante elementi plate aventi spessore equivalente, in termini di comportamento flessionale, a quello della stratificazione di due lastre in vetro 10+6 mm con interposto strato di PVB.
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Figura 3 - Foto di un nodo della sfera reticolare.
Figura 4 – Modello del pannello.
Figura 5 – Tensioni principali di trazione nell’intorno del supporto metallico al telaio.
Figura 6 – Stato di sollecitazione nel pannello e nel telaio in alluminio.
Figura 7 – Deformata dei primi due modi di vibrare.
Figura 8 – Deformata dei modi n°3 e 6.
Figura 9 – Risultati dell’analisi di buckling. Deformate delle forme instabili delle aste della sfera geodetica.
Figura 10 – Idem.
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