Powodem tak dużej popularności słonecznych lamp ulicznych jest to, że energia wykorzystywana do oświetlenia pochodzi z energii słonecznej, dlatego lampy solarne charakteryzują się zerowym ładunkiem energii elektrycznej. Jakie są szczegóły projektusłoneczne latarnie uliczne? Poniżej znajduje się wprowadzenie do tego aspektu.
Szczegóły projektu słonecznej lampy ulicznej:
1) Projekt nachylenia
Aby moduły fotowoltaiczne otrzymały w ciągu roku jak najwięcej promieniowania słonecznego, należy dobrać optymalny kąt nachylenia modułów fotowoltaicznych.
Dyskusja na temat optymalnego nachylenia modułów ogniw słonecznych dotyczy różnych regionów.
2) Konstrukcja odporna na wiatr
W systemie słonecznych lamp ulicznych odporność na wiatr jest jedną z najważniejszych kwestii w konstrukcji. Konstrukcja odporna na wiatr jest podzielona głównie na dwie części, jedna to odporna na wiatr konstrukcja wspornika modułu akumulatora, a druga to odporna na wiatr konstrukcja słupa lampy.
(1) Konstrukcja wspornika modułu ogniwa słonecznego odporna na wiatr
Zgodnie z danymi parametrów technicznych modułu akumulatorowegoproducentciśnienie pod wiatr, jakie może wytrzymać moduł ogniwa słonecznego, wynosi 2700 Pa. Jeśli współczynnik oporu wiatru zostanie wybrany na 27 m/s (co odpowiada tajfunowi o sile 10), zgodnie z hydrodynamiką nielepką, ciśnienie wiatru przenoszone przez moduł akumulatora wynosi tylko 365 Pa. Dzięki temu sam moduł w pełni wytrzymuje bez uszkodzeń wiatr o prędkości 27m/s. Dlatego kluczową kwestią do rozważenia przy projektowaniu jest połączenie wspornika modułu akumulatorowego ze słupem lampy.
W projekcie ogólnego systemu lamp ulicznych połączenie między wspornikiem modułu akumulatora a słupem lampy jest zaprojektowane tak, aby było zamocowane i połączone za pomocą słupa śrubowego.
(2) Projekt odporności na wiatrsłup latarni ulicznej
Parametry lamp ulicznych są następujące:
Nachylenie panelu akumulatora A=15o Wysokość słupa lampy=6m
Zaprojektuj i wybierz szerokość spoiny u dołu słupa lampy δ = 3,75 mm średnica zewnętrzna dolnej części słupa = 132 mm
Powierzchnia spoiny to uszkodzona powierzchnia słupa lampy. Odległość od punktu obliczeniowego P momentu oporu W na powierzchni awaryjnej słupa lampy do linii działania obciążenia F na słupie lampy baterii wynosi
PQ = [6000+（150+6）/tan16o] × Sin16o = 1545mm=1,845m. Zatem moment działania obciążenia wiatrem na powierzchnię uszkodzoną słupa lampy M=F × 1,845。
Zgodnie z projektem maksymalna dopuszczalna prędkość wiatru wynosząca 27m/s, obciążenie podstawowe dwugłowicowego panelu słonecznej lampy ulicznej o mocy 30W wynosi 480N. Biorąc pod uwagę współczynnik bezpieczeństwa 1,3, F=1,3 × 480 =624N.
Zatem M=F × 1,545 = 949 × 1,545 = 1466 Nm.
Zgodnie z wyprowadzeniem matematycznym moment oporu toroidalnej powierzchni zniszczenia W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）。
W powyższym wzorze r jest wewnętrzną średnicą pierścienia, δ jest szerokością pierścienia.
Moment oporu powierzchni niszczącej W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）
=π × （3 × osiemset czterdzieści dwa × 4+3 × osiemdziesiąt cztery × 42+43）= 88768mm3
=88,768 × 10-6 m3
Naprężenie wywołane momentem działania obciążenia wiatrem na powierzchnię zniszczenia=M/W
= 1466/（88,768 × 10－6） =16,5 × 106pa =16,5 Mpa<<215Mpa
Gdzie 215 Mpa to wytrzymałość na zginanie stali Q235.
Wylewanie fundamentu musi być zgodne ze specyfikacjami budowlanymi dotyczącymi oświetlenia drogowego. Nigdy nie tnij narożników i nie tnij materiałów, aby utworzyć bardzo mały fundament, w przeciwnym razie środek ciężkości lampy ulicznej będzie niestabilny i łatwo będzie ją wyrzucić i spowodować wypadki związane z bezpieczeństwem.
Jeśli kąt nachylenia wspornika solarnego zostanie zaprojektowany zbyt duży, zwiększy to odporność na wiatr. Należy zaprojektować rozsądny kąt bez wpływu na opór wiatru i współczynnik konwersji światła słonecznego.
Dlatego też, o ile średnica i grubość słupa lampy oraz spoiny odpowiadają wymaganiom projektowym, a konstrukcja fundamentu jest prawidłowa, nachylenie modułu fotowoltaicznego jest rozsądne, a opór słupa lampy pod wpływem wiatru nie stanowi problemu.
Czas publikacji: 03 lutego 2023 r
