calcul de charge sur structure métalique

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D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour a tous.
en matériel je peux souder sans pb.
Voila ma problématique du jour, j'ai 2 projets qu'il faut que je dimensionne:

1er fabriquer un portique pour des panneaux solaires:
je viens d'acheter le matériel pour du PV mais il faut que je fasse le portique pour fixer les 18 panneaux.

j'ai commandé leur rail et les clames pour plus de facilitée, il me reste donc a dimensionner la structure porteuse.
les seules contraintes que j'ai c'est que les panneaux soit en portrait (996*1690mm) et que la hauteur la plus haute du panneau ne dépasse pas 1m80.
j'aimerai avoir 2 angles possible (15 et 65°).

actuellement j'ai pensé faire une structure de ce type avec:
tube carre de 40*40*2 en acier

en gris des plots béton (diam 200 sur 80cm de profondeur et une hauteur de 10 ou 20 cm)
en noir la structure fixe en acier en tube de 40*40*2
en rouge la position été avec son angle de 15° (partie haute de 1750mm, partie basse de environ 1050mm)
en bleu la position hivers avec son angle de 65° (dimension identiques que la position été)
en violet des points de pivot (que je pensais faire avec un rond avec une goupille monté sur une platine et des pentures de volet)
en vert des points d'accroches (je pensais faire par un système d'axe goupille pris dans du fer plat de 10mm)

en largeur, je pensais faire 2 séries de 9 panneaux soit environ 9m25 de large et y mettre 4 pieds par série + 1 double au milieu espacé et soudé entre les 2 des pates d'envions 10/15cm)

pensez vous que la structure est bonne? bien dimensionner?
(Aimant comprendre les choses, si vous aviez de la documentation ou des explications sur comment dimensionner je suis preneur)

1617647864396.png


2ème fabriquer une couverture pour le puit pour qu'un véhicule puisse rouler dessus:

actuellement j'ai un puit qui se trouve dans le passage pour sortir de chez moi avec la remorque (je passe par chez mon voisin)
le puis est en pierre maçonnées diam intérieur de 800mm et extérieur de 1600 (donc épaisseur de 40cm)
je souhaiterai le rabaisser au niveau du sol et y mettre une trappe d'accès uniquement
si possible qu'un PL puisse y passer (charge localisé de 5T vous semble correcte?)

je pensais y mettre deux ipn (ou autre), scellées dans la maçonnerie dans le sens de circulation espacées de 50 à 60cm (pour qu'un homme puisse y passer), avec une plaque acier au dessus

quel type de profil vous me conseillez et quelle épaisseur de plaque?


merci d'avance à ceux qui voudrons bien me donner un peu de leur temps pour m'expliquer.

Vincent
 
Dernière édition:
yvon29
yvon29
Compagnon
31 Juil 2012
4 497
FR-77250 Fontainebleau
Bonsoir

Pour le puits....

Dalle feraillee ep 20 cm et plaque c fonte GS .

Pour passer un homme il doit y avoir une norme des taille... 40 x 40 ou 50 x 50. Ou encore rondes ?
Voir les plaques d'égout chez les ferailleurs ou en ré-emploi....

Si tu veux la ceinture et les bretelles :wink: tu peux mettre sous le châssis de la plaque 2 morceaux des poutrelles béton précontraint pour plancher.

Pour ce qui est de la structure porteuse, c'est pas facile à comprendre (enfin, pour moi...)
 
B
Beber70
Ouvrier
17 Mar 2020
324
Juste une réponse par rapport à ton croquis, ton souci ne va pas être le poids des panneaux mais le vent! Donc un contreventement est souhaitable, et je te conseil de faire tes semelles en béton et de percer ensuite pour fixer tes structures avec des platines et des splits. Beaucoup plus simple et possible de modifier par la suite...
Pour le puit assez d'accord avec yvon29 une dalle bien ferraillée car elle reposera sur l'ensemble du puit et ça tiendra les bords et un trou d'homme de minimum 400 de diametre. Idéalement 600
 
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D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #4
merci Yvon29 et Beber70 pour vos réponses.

c'est vrai que je n'ai pas pensé à une plaque d'égout de chaussée qui est faite pour pouvoir avoir une circulation régulière d'un 44T dessus sans broncher.

par contre, pour faire une dalle sur le puit en béton (ferraillée) je pense qu'il faudrait dans ce cas que je fasse un support en bois dans le puis, que je coule et laisse sécher puis l'enlever ensuite par le troue d'homme

pour la structure, je pense que le contrevent est fait (mais certainement que mon schéma n'est pas tres explicite.
1617650648821.png
 
Dernière édition:
A
Alex31
Compagnon
31 Août 2014
2 297
12350 et 31200
pour la structure, a moins que tu veille faire paitre des chèvres dessous, je placerai l'axe de rotation en bas (et pas en haut comme toi)
je trouve que tes triangulations pourrais être plus efficaces (les angles sont trés fermés)
1617657055960.png


et là: c'est trop rapproché
1617657248938.png
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #7
77 pour le departement

pour le fait de faire le pivot en haut c'est que je suis en bordure de terrain avec derriere un champs avec des vaches et donc une clôture pleine de barbelés. je ne pense pas avoir assez de force pour maintenir les panneaux pour un changement d'angle dans une position inconfortable (et je ne désire pas avancer la structure)

pour l'été en effet le site en référence indique un angle plus important (et pas besoin de l'optimiser pour le moment je me demande meme si dans un 1er temps je vais pas le laisser à 65° (meme angle que la toiture) pour avoir une idée de la rentabilité finale sur plusieurs années (je pense refaire ma toiture dans 3 à 5 ans)
Mois
Angle
solaire
Angle
Panneaux
Otienter vers
le
JAN​
22​
68​
Sud​
FEV​
31​
59​
Sud​
MAR​
42​
48​
Sud​
AVR​
54​
36​
Sud​
MAI​
62​
28​
Sud​
JUN​
65​
25​
Sud​
JUL​
62​
28​
Sud​
AOU​
54​
36​
Sud​
SEP​
42​
48​
Sud​
OCT​
30​
60​
Sud​
NOV​
22​
68​
Sud​
DEC​
19​
71​
Sud​
mais pour l'hiver il faut un grand angle meme plus important que les 65°

les points vert sont des ancrages dans mon idée la barre est en 1 seul morceau avec 2 fixation (visiblement je pourrais baisser un peu le panneau et donc réduire la longueur de la barre )

quand je vois que dans le commerce ils proposent une structure en alu de 1,5mm je me dis que du carré de 40/40 × 2 mm devrait aller (mais est ce que ca ne risque pas de se tordre)
je ne connais pas de logiciel de simulation et sur mes projets je suis souvent bien trop prudent et fait du lourd pour rien...
 
A
Alex31
Compagnon
31 Août 2014
2 297
12350 et 31200
Le tableau que tu montres, donne l'angle des panneaux pour être perpendiculaire au soleil lorsque il est au zénith (suivant les saisons)

zénith=maximum

malheureusement, il n'est pas au zénith toute la durée du jour, donc il faut les incliner pour un soleil moyen plus bas

en plus tu prévois 2 réglages (15 et 65°). , mais en te basant sur lés solistes qui correspondent à 2x3jrs par ans, c'est pas optimisé
 
Papygraines
Papygraines
Compagnon
21 Jan 2019
3 537
Lorraine
Je viens de demander à une spécialiste.....
Angle au sol de leurs parcs 20 degrés !! et toute l'année
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #10
  • chose à préciser, je ne ferai pas de vente du surplus (auto installation + batteries) donc la production optimale l'été je m'en fout un peu (voir point 3).
  • je suis en TRI
  • j'ai dimensionné les panneaux pour avoir environ 10 kwh par jour toute l'année (ma conso de base annuel actuellement)
  • la toiture de la maison est à 65° (donc servira de test pour la futur instalation en toiture d'ici 3/5 ans)

1617709942365.png

pour l'angle de 15° j'ai du fumer en analysant les chiffres en effet 25° est bien mieux...

par contre je me pose la question vu que je vais faire un test comme si ils etaient en toiture, est ce que j'ai vraiment intérêt à mettre 2 angles dans un 1er temps... mais de prévoir la possibilité de faire l'angle réglable dans le futur...


1617711274921.png

le point haut (violet) restera mobile et le point vert restera un point d'ancrage par axe/goupille pour le futur
les 2 renforts en dessous du point vert ne sont pas à l'échelle (meme tube 40*40*2)

pensez vous qu'il soit intéressant d'avoir un renfort ( la barre verte) ou est ce qu'elle n'est pas nécessaire?
quelle longueur entre les plots pensez vous qu'il faut prendre?


pour les souces:

Base de données de rayonnement solaire: PVGIS-ERA5
Technologie PV: Silicium cristallin
Puissance PV crête installée [kWp]*:6.9
Pertes du système [%]*:14
Options montage fixe
Inclinaison [°]* : valeur du tableau
Azimut [°]* : 0°
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #11
1617712613166.png

est ce que ce type de structure seraient mieux adaptées?
 
A
Alex31
Compagnon
31 Août 2014
2 297
12350 et 31200
on ne sais pas trop ce que tu calcules (ni comment), mais tu dis que 25° est le meilleur, je me pose des questions
1617712536365.png
 
A
Alex31
Compagnon
31 Août 2014
2 297
12350 et 31200
pour la structure, vas au plus simple
1617713133541.png
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #14
on ne sais pas trop ce que tu calcules (ni comment), mais tu dis que 25° est le meilleur, je me pose des questions
Voir la pièce jointe 699824
je n'ai fait que reprendre les chiffres données par le simulateur en référence, avec un arrondi très défavorable (en gros si >0.7 j'arrondi au dessus sinon tout le temps en dessous)
les données du 1er tableaux sont les productions théoriques en kwh par mois

intuitivement avec ces quelques résultats, j'en déduit que la forme de la courbe en fonction de l'inclinaison (1seule inclinaison) indiquant la production totale aura une forme de courbe de Gauss

par définition si c'est un optimal été, c'est que sur l'ensemble des mois d'hiver sont défavorable par rapport a d'autre solution.

les mois hiver : janvier / février et novembre / décembre
les mois été : les autres
 
A
Alex31
Compagnon
31 Août 2014
2 297
12350 et 31200
je n'ai fait que reprendre les chiffres données par le simulateur
certes, mais la ligne à 25° a des chiffres inférieur à celle à 30°, d'où mes interrogations sur ton choix des 25°
 
Papygraines
Papygraines
Compagnon
21 Jan 2019
3 537
Lorraine
Ce qui serait intéressant ce serait de faire une simulation selon un angle fixe sur l'année en terme de production... et de comparer avec deux périodes avec des angles différents...
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #17
certes, mais la ligne à 25° a des chiffres inférieur à celle à 30°, d'où mes interrogations sur ton choix des 25°
5724 (total été) est bien supérieur à 5586 (total hiver).
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #19
Ce qui serait intéressant ce serait de faire une simulation selon un angle fixe sur l'année en terme de production... et de comparer avec deux périodes avec des angles différents...
c'est ce que j'ai fait...
l'angle idéal pour 1 seul angle, c'est 40% (donné en laissant faire le simulateur
ensuite j'ai essayé de trouver l'angle idéal l'hiver (sur les 4 mois vu qu'il y a un écart type important si on prend plus de mois) et on trouve 65°
idem avec l'été et la on obtient 25°

si on décide de prendre 2 angles, il faut donc prendre la meilleur valeur été + meilleur valeur hiver et on obtient une production pour 65° + 25° > 40° => on a donc optimiser avec 2 angles la production par rapport a un seul angle

respectivement +10,26% l'hiver, + 3,01% l'été, et en vente totale ca aurait fait un gain d'environ +4,32%

apres on peut aussi faire mieux en changeant plus de fois l'angle, mais comme j'ai dit la production en été, actuellement je m'en balance, elle sera perdu en grande partie... (entre 40 et 50% de la production)
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #20
Ah, oui

il serait intéressant de voir les valeurs entre 25° et 30°
en effet je vais peut être le faire pour l'hiver (comme dit plus tôt l'été je m'en balance vu que 40 à 50% de la production sera perdu)

maintenant pour ce qui est de la résistance de la structure, je ne suis pas certain qu'un angle de quelques degrés change fondamentalement la donne...
 
Papygraines
Papygraines
Compagnon
21 Jan 2019
3 537
Lorraine
La prise au vent est différente...
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #22
La prise au vent est différente...
certes, mais actuellement je ne sais pas la calculer (c'est d'ailleurs ce que je cherche à faire dans mes messages...
comme dit intuitivement je ne suis pas certain qu'il y ai une grande différence d'effort entre un panneau à 65 un autre +/- 2°

par contre il est clair qu'entre 65 et 25° là l'effort n'est absolument pas le même et j'aurai même tendance a penser qu'a vent égal (ce qui en plus est faux) en hiver la structure aurait une probabilité de se coucher sur elle même (par le sud) alors qu'en été elle aurait une probabilité de s'envoler.

après de ce que j'ai vu ici (sans mesure) les vent ont tendance à venir du nord (aie) et d'ouest (l'effet latéral me semble négligeable par rapport à la longueur de la structure
 
Papygraines
Papygraines
Compagnon
21 Jan 2019
3 537
Lorraine
par contre il est clair qu'entre 65 et 25° là l'effort n'est absolument pas le même
c'était par rapport à ça que je te signalais le risque "prise au vent", et entre 60 et 65 la différence doit être faible (mais non négligeable selon l'exposition, la région...)
 
B
Beber70
Ouvrier
17 Mar 2020
324
Pour l'effort du vent j'avais trouvé une méthode qui concernait la pose des panneaux de signalisation avec toutes les formules qui vont bien, la profondeur et le volume de béton...
C'est pas celui là mais c'est un autre exemple
 
Dernière édition:
E
enguerland91
Compagnon
25 Avr 2020
699
A mon avis la structure telle que présentée va s'envoler à la première bourrasque de vent. La force du vent est multipliée par 4 lorsque la vitesse du vent double. Les éoliennes qui tapissent nos campagnes ont leurs pales mises en drapeau lorsque la vitesse du vent dépasse un certain seuil.
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #26
A mon avis la structure telle que présentée va s'envoler à la première bourrasque de vent. La force du vent est multipliée par 4 lorsque la vitesse du vent double. Les éoliennes qui tapissent nos campagnes ont leurs pales mises en drapeau lorsque la vitesse du vent dépasse un certain seuil.
un peu d'argumentaire? de référence technique?

à partir de 89km/h, on considère que l'on est dans une tempête... maintenant quel est la force d'un vent de 89km/h je ne sais pas encore...
est ce utile de dimensionner l'installation pour résister au souffle d'une bombe nucléaire pour autant... faut quand même rester dans des limites raisonnable, et en cas d'évènements extraordinaires, il y a les assurances pour ca (bien que l'installation photovoltaïque ne sera certainement pas une priorité) car la maison devrait être dans un sale état... et il y aura toujours le groupe électrogène en secours si EDF est coupé
 
Papygraines
Papygraines
Compagnon
21 Jan 2019
3 537
Lorraine
Bonjour,
Je reviens sur cette histoire d'angle. J'en ai discuté vite fait avec des ingénieurs et la première chose qu'ils évoquent c'est "est-ce une installation PV sol ou PV sur bâti ?" et sans réponse précise à cette question, il n'y a pas de réponse technique précise... et donc indiquer tel ou tel angle ne répond pas forcément au problème...
 
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #28
c'est "sol",

sur "bati" c'est intégration ou surimposition en toiture (et la je me poserai pas de question de comment faire la structure ni meme l'angle vu qu'il est imposé par la pente du toit)
 
Papygraines
Papygraines
Compagnon
21 Jan 2019
3 537
Lorraine
Ok sol donc... et angle de 20 degrés (les fabricants indiquent même plutôt 15 degrés), c'est la norme pour les grands parcs... et ce en permanence...
Si j'ai bien compris, tu vas avoir dans un premier temps un ensemble de panneaux Sol et dans quelques années, tu auras des panneaux en toiture (65 degrés)... les deux vont coexister ou tu vas déplacer tes panneaux ? La solution Sol 20 degrés + Toit 65 degrés te donnerait quel potentiel sur l'année ?
 
Dernière édition:
D
Divervince
Apprenti
9 Juil 2016
78
  • Auteur de la discussion
  • #30
L'objectif pour un grand parc est une rentabilité maximum avec un minimum d'entretien... mais eux sont en vente totale de leur production et le prix d'un kw/h est le même toute l'année...

moi l'objectif n'est pas de vendre (vu que de toute façon je ne peux pas en auto installation et que le choix du matériel a été fait sans injection réseau possible[réglementation]) et donc le but est d'avoir la meilleur couverture l'hiver (pour ne pas avoir à prendre trop d'énergie sur le réseau) mais ca inclue que l'été je me trouve en surproduction

1617794344514.png

l'angle de 65% est le meilleur rapport pour les mois d'hiver (je viens de vérifier avec 66° on a la même production en hivers, mais en été une perte plus importante) avec environ +10% par rapport a 40° (l'angle optimal où je suis) et pratiquement +40% l'hiver par rapport à un angle de 20° pour un gain nul l'été dans les 2 cas
1617795867540.png


les parcs photovoltaïques ont des contraintes autres et si ils prennent un angle de 20% c'est certainement pour une bonne raison, même si cela m'étonnerai que ce soit un angle accepté dans le nord/est de la France ou en Belgique ... car les mois d'hiver, la production tomberait à 0 du fait de la neige qui ne pourrait pas s'évacuer du panneau naturellement... (autre facteurs possibles: limiter les ombres portées, matériel calculé au plus juste, cout de la structure...) mais peut être qu'ils recherchent uniquement le rendement été (angle idéal chez moi de 25°, dans le sud de la France, entre 20 et 15°). tout est question de choix initiaux et du but de l'instalation. mais encore une fois, ce n'est pas mon but...



Si j'ai bien compris, tu vas avoir dans un premier temps un ensemble de panneaux Sol et dans quelques années, tu auras des panneaux en toiture (65 degrés)... les deux vont coexister ou tu vas déplacer tes panneaux ? La solution Sol 20 degrés + Toit 65 degrés te donnerait quelle potentiel sur l'année ?
j'ai 350m² de toiture au sud, donc je pense qu'a terme je vais déplacer ces panneaux en toiture (voir même peut être en rajouter si les finances le permette et qu'il y a un intérêt) par contre je pense que ce qui va augmenter c'est la capacité des batteries et de rajouter 3 onduleurs pour passer de 3*5kVA(identique a mon abonnement EDF) à 3*10kVA ce qui sera utile pour l'atelier, et là c'est de la consommation principalement l'été, et aussi pour la future piscine... mais j'en suis pas encore là et je ne connais pas les chiffres que va produire réellement l'installation ni mes futures consommations (rénovation complète de la maison en cours) donc j'en reparlerai plus tard...

donc avec 5.9kwc d'installé en année 0, je peux espérer produire 11kw en hiver par jour ce qui est à peu près mon bruit de fond et avec le parc bat de j'ai j'aurai une décharge de max 60% si 0 production une journée (quand les bat lithium sont prévu pour encaisser du 90 à 95% de décharge) donc elle ne vont pas trop souffrir... et en cas de panne EDF, les circuits de chauffages électriques seront à l'arrêt ou avec utilisation du groupe électrogène.

en utilisation normale, je pense que mes circuits de chauffage vont rester en direct EDF/groupe je vous ferai un retour sur le tableau que je suis en train de faire mais là il est trop en bordel car je suis en train de faire des tests de partout (avec la domotique + informatique/vidéo)

si je n'économise que 10kwh par jour il me faut entre 12 et 13 ans pour amortir l'installation (en fonction de l'augmentation de l'électricité annuelle) or je pense que je vais économiser plus que ca avec l'augmentation des besoins en période de forte production... mais encore une fois si ca intéresse, je ferai des relevés régulièrement.

si j'avais opté pour une installation par un installateur et vente du surplus, j'aurai certainement un revenu en période de forte production mais pas de possibilité d'être hors réseau (un onduleur qui injecte dans le réseau ne peut pas fonctionner sans réseau pour protéger les agents en cas de maintenance) et donc quand même faire 2 réseaux indépendants pour les circuits sensibles!! et avec un seul angle de 65° imposé par la toiture, pour gagner en maximum 1€ par jour 9 mois de l'année... + environ 1000€ d'aide mais avec quel cout supplémentaire? tout les devis que nous avions fait faire par des pro était entre 10 et 15 k€ plus chère que le cout de l'installation choisi sans parler du fait de devoir refaire la toiture par la même occasion +50k€, le fait de passer en linky, visite du consuel... mais là c'est un autre débat il ne faut pas oublier que EDF se frotte les mains quand un particulier signe avec lui un contrat de vente de surplus (encore plus quant il trouve une personne en revente totale qui aujourd'hui est une aberration)

pour info, actuellement si aucun frais sur l'installation et que je consomme 10kwh par jour sur 20 ans, je suis à moins de 13 centimes le kwh UTILISE soit moins chère que le kwh vendu actuellement par EDF... autant dire que dans 20 ans...
 
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