Strutture mobili modulari per un progetto di accumulo di energia solare e a batteria ad alta quota a Calama, Cile
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Sfondo del progetto
Il sito di accumulo solare e a batteria era situato lontano dai servizi urbani consolidati. Il personale del progetto aveva bisogno di spazi di lavoro sicuri, comunicazioni affidabili, comode aree di sosta e locali protetti per apparecchiature di monitoraggio sensibili. Poiché il programma del sito poteva cambiare man mano che l'installazione procedeva, la struttura doveva inoltre supportare un'espansione graduale senza interrompere le operazioni quotidiane.
Un'altra considerazione è stata la durata utile limitata delle strutture temporanee in un singolo cantiere. Invece di investire in edifici che sarebbero stati abbandonati o demoliti dopo la messa in servizio, il cliente desiderava moduli che potessero essere smontati, trasportati e riconfigurati per un altro progetto solare, eolico o di accumulo di energia.
Soluzione modulare per edifici
La struttura è stata divisa in tre zone funzionali. La prima zona conteneva l'ufficio del progetto, la sala riunioni, la sala documenti e l'area di ricevimento del personale. La seconda zona ospitava la sala di monitoraggio SCADA, le apparecchiature di comunicazione, lo spazio di supporto elettrico e lo stoccaggio tecnico. La terza zona prevedeva camere da letto, una sala da pranzo, servizi igienici, una lavanderia e una stanza di pronto soccorso.
I moduli per uffici e alloggi sono stati collegati da spazi di circolazione chiusi per ridurre l'esposizione diretta alla polvere e alle forti radiazioni ultraviolette. I locali elettrici sono stati posizionati lontano dalle camere da letto e dalle zone pranzo, mentre il deposito delle apparecchiature è stato dotato di un ingresso esterno indipendente per evitare che il personale addetto alla manutenzione trasportasse polvere negli spazi occupati.
Un layout modulare ha inoltre consentito all'appaltatore di aggiungere ulteriori uffici o camere di alloggio in un secondo momento. I nuovi moduli potevano essere installati in punti di connessione riservati senza apportare modifiche sostanziali al sistema strutturale originale o al percorso di circolazione interno.
Specifiche tecniche
La struttura principale utilizzava telai in acciaio saldato con connessioni angolari imbullonate. Gli elementi strutturali sono stati protetti con un sistema di rivestimento anticorrosione adatto al trasporto, alle condizioni desertiche secche e all'assemblaggio ripetuto. Gli spessori finali dell'acciaio e i dettagli di connessione sono stati determinati in base alle dimensioni del modulo, ai carichi di trasporto, alle condizioni locali del vento e ai calcoli strutturali specifici del progetto.
Le pareti esterne utilizzavano pannelli sandwich coibentati con giunti sigillati per limitare l'infiltrazione di polvere e il trasferimento di calore. Il tetto comprendeva isolamento, una membrana impermeabile e finiture esterne riflettenti per ridurre il guadagno di calore solare. Gli assemblaggi dei pavimenti incorporavano isolamento termico, pannelli resistenti all'umidità e finiture durevoli di livello commerciale.
Nelle stanze occupate sono state utilizzate vetrate isolanti a bassa emissività, mentre sono state aggiunte schermature esterne a finestre selezionate con elevata esposizione solare. Le guarnizioni per porte e finestre sono state selezionate per migliorare la tenuta all'aria e ridurre l'ingresso di polveri sottili negli uffici, nelle camere da letto e nell'area di monitoraggio.
Integrazione elettrica ed energia rinnovabile
Gli edifici hanno ricevuto elettricità dal sistema di alimentazione temporaneo del progetto durante la costruzione. I quadri di distribuzione sono stati suddivisi per funzione, con circuiti separati per illuminazione, prese, apparecchiature HVAC, comunicazioni, acqua calda sanitaria e apparecchiature tecniche. La protezione dalla corrente residua, la protezione contro le sovratensioni e le connessioni di messa a terra sono state incorporate secondo il progetto elettrico approvato.
La sala SCADA era dotata di circuiti di alimentazione dedicati, vassoi per la gestione dei cavi e spazio riservato per un gruppo di continuità. Il sistema di raffreddamento è stato separato dal sistema HVAC dell'alloggio in modo che le apparecchiature di monitoraggio potessero mantenere l'ambiente operativo richiesto senza inutili consumi di energia nelle altre stanze.
Per supportare un minore consumo di energia operativa, gli edifici modulari hanno incorporato illuminazione a LED, sensori di presenza in spazi condivisi e apparecchiature di riscaldamento e raffreddamento azionate da inverter. Un'interfaccia strutturale ed elettrica predisposta per il tetto è stata inoltre riservata a un impianto fotovoltaico ausiliario, previa verifica finale del carico da vento.
HVAC, controllo della polvere e comfort interno
L'ambiente secco di Calama, la forte esposizione solare e le significative variazioni di temperatura hanno richiesto una strategia HVAC attentamente suddivisa in zone. Le unità di condizionamento d'aria indipendenti con inverter hanno consentito di controllare le aree occupate in base alla domanda effettiva invece di condizionare continuamente l'intero impianto.
Le prese d'aria fresca incorporavano filtri sostituibili e gli ingressi utilizzati di frequente erano dotati di lobby d'ingresso per ridurre la polvere nell'aria. La ventilazione a pressione positiva potrebbe essere applicata allo SCADA e alle sale di comunicazione dove le apparecchiature e la strategia operativa selezionate richiedevano una protezione aggiuntiva dalla polvere.
Sicurezza antincendio e separazione operativa
La pianificazione della sicurezza antincendio ha considerato il tipo di occupazione, la distanza di evacuazione, il rilevamento, l'illuminazione di emergenza e la separazione dei locali tecnici dagli spazi abitativi. Gli estintori e i dispositivi di allarme sono stati disposti secondo la disposizione definitiva approvata, mentre le vie di fuga sono state mantenute dirette e chiaramente identificabili.
Gli edifici mobili non contenevano celle di batteria o rack di accumulo di energia. I contenitori BESS sono rimasti in una zona progettata e controllata separatamente. Questa separazione ha ridotto l'esposizione degli edifici occupati ai rischi elettrici e legati alle batterie e ha consentito a ciascuna struttura di seguire le proprie procedure di controllo degli accessi e di risposta alle emergenze.
Produzione e controllo qualità
La maggior parte dei lavori strutturali, isolanti, di finitura interna, idraulici ed elettrici sono stati completati in fabbrica. Le ispezioni di qualità hanno riguardato le dimensioni del telaio, l'aspetto della saldatura, lo stato del rivestimento, i giunti dei pannelli, il funzionamento di porte e finestre, la continuità elettrica, la pressione idraulica e i difetti di finitura visibili.
Prima della spedizione, i punti di connessione erano etichettati in modo che corrispondessero ai disegni di installazione. I componenti sfusi, i sanitari e le finiture a vista sono stati protetti da vibrazioni e urti. I moduli sono stati nuovamente ispezionati dopo l'arrivo per identificare eventuali danni legati al trasporto prima del collegamento finale e della messa in servizio.
Trasporto e installazione del sito
I moduli sono stati progettati in base ai limiti pratici del trasporto su strada e consegnati in una sequenza pianificata corrispondente al programma di installazione. Le fondamenta e i punti di collegamento alle utenze sono stati preparati durante la produzione dei moduli, in modo da consentire la produzione in fabbrica e i lavori in cantiere di procedere in parallelo.
Dopo il posizionamento mediante gru, i moduli sono stati allineati, collegati meccanicamente e sigillati alle interfacce. I sistemi elettrici, idrici, di drenaggio e di comunicazione sono stati quindi collegati e testati. Questo approccio ha limitato i pesanti lavori di costruzione in loco e ha aiutato l'appaltatore a creare più rapidamente strutture utilizzabili per il progetto.
Risultati del progetto
La soluzione modulare ha fornito circa 468 m² di spazio funzionale entro circa dieci settimane dalla conferma del progetto. Poiché gli edifici sono arrivati con la maggior parte dei lavori interni completati, l'appaltatore ha ridotto la dipendenza dagli impianti umidi locali ed ha evitato un lungo processo di allestimento convenzionale presso il sito remoto.
La struttura completata ha creato un chiaro confine operativo tra attività tecniche, amministrazione e vita del personale. Inoltre, ha fornito al cliente una risorsa che poteva essere ampliata, trasferita o riconfigurata man mano che i progetti di energia rinnovabile passavano dalla costruzione alla gestione a lungo termine.
Perché gli edifici mobili sono adatti per progetti di energia rinnovabile
I parchi solari, i parchi eolici, i cantieri idroelettrici e i progetti di accumulo di energia sono spesso situati lontano dalle infrastrutture consolidate. Gli edifici modulari mobili possono fornire uffici, alloggi, laboratori, sale di controllo e spazi di supporto alla manutenzione senza richiedere la fabbricazione di ogni componente dell'edificio in loco.
Il loro valore più grande non si limita alla velocità di costruzione. I moduli standardizzati possono anche essere ampliati quando il personale aumenta, ridotti quando un progetto entra in funzione o trasferiti in un altro sito. Questa flessibilità aiuta gli appaltatori di energia rinnovabile a migliorare l'utilizzo delle risorse in più progetti.
FAQ: Edifici mobili per progetti di energia rinnovabile
1. Quali tipi di edifici mobili sono necessari per un parco solare?
Un parco solare può richiedere uffici modulari, sale riunioni, alloggi per i lavoratori, strutture per la ristorazione, sale di pronto soccorso, magazzini, guardie, sale prove e sale di monitoraggio SCADA. La configurazione finale dipende dalla capacità del progetto, dal numero di dipendenti, dalla durata della costruzione e dalla distanza dai servizi locali.
2. Un edificio modulare può essere utilizzato come sala di controllo BESS?
Sì Un edificio modulare può fungere da sala di controllo o monitoraggio BESS quando la sua struttura, la strategia antincendio, l'impianto elettrico, l'HVAC, il controllo delle polveri e il controllo degli accessi sono progettati per l'attrezzatura prevista. Le celle e i rack delle batterie devono rimanere nei rispettivi involucri progettati separatamente, a meno che l'edificio occupato non sia stato specificamente progettato e approvato a tale scopo.
3. Quanto velocemente può essere installato un campo mobile a energia rinnovabile?
Un campo modulare di piccole o medie dimensioni può spesso essere prodotto e installato più velocemente di un impianto tradizionale costruito in loco perché i lavori di fondazione e la produzione in fabbrica possono avvenire contemporaneamente. Il programma effettivo dipende dall'approvazione tecnica, dalla quantità di moduli, dalla disponibilità del materiale, dalla distanza di trasporto, dallo sdoganamento e dalla disponibilità del sito.
4. Come vengono protetti gli edifici mobili dalla polvere del deserto?
Le misure di controllo della polvere possono includere giunti a parete sigillati, guarnizioni di alta qualità per porte e finestre, prese d'aria fresca filtrate, lobby d'ingresso, aperture ridotte non controllate e ventilazione a pressione positiva nei locali tecnici sensibili. La qualità del filtro e la strategia di ventilazione devono essere selezionati in base alle condizioni locali della polvere e ai requisiti delle apparecchiature.
5. I moduli possono essere trasferiti dopo il completamento del progetto solare?
Sì Il trasferimento è uno dei principali vantaggi degli edifici modulari imbullonati. Prima del riutilizzo, i moduli devono essere ispezionati per verificare lo stato strutturale, la corrosione, la tenuta all'acqua, la sicurezza elettrica e i danni causati dal trasporto. I collegamenti e i layout interni possono quindi essere adattati per il progetto successivo.
6. Quali informazioni sono necessarie per quotare un progetto di edificio modulare a energia rinnovabile?
Il fornitore di norma richiede l'ubicazione del progetto, l'uso previsto, la superficie richiesta, la capacità del personale, la pianificazione delle sale, la durata del progetto, i dati climatici, i requisiti relativi al vento e al sisma, le aspettative di resistenza al fuoco, i requisiti MEP, le condizioni di trasporto, i codici locali e la data prevista di consegna.
Conclusione
Questa custodia per l'accumulo di energia solare e a batteria di Calama dimostra come gli edifici mobili modulari possano fornire molto di più di una sistemazione temporanea. Con un'adeguata ingegneria strutturale, l'isolamento termico, il controllo delle polveri, la suddivisione in zone elettriche e la gestione della qualità di fabbrica, possono diventare un'infrastruttura operativa affidabile per progetti remoti di energia rinnovabile.
Per gli sviluppatori e gli appaltatori EPC che pianificano progetti solari, eolici, idroelettrici o di stoccaggio dell'energia, una soluzione modulare specifica per il progetto può ridurre il carico di lavoro del sito, supportare l'espansione graduale e preservare il valore a lungo termine delle strutture temporanee del progetto.