Powodem, dla którego lampy uliczne zasilane energią słoneczną są tak popularne, jest to, że energia wykorzystywana do oświetlenia pochodzi z energii słonecznej, więc lampy solarne mają cechę zerowego ładowania elektrycznego. Jakie są szczegóły konstrukcyjnelampy uliczne zasilane energią słoneczną? Poniżej znajduje się wprowadzenie do tego aspektu.
Szczegóły projektu solarnej lampy ulicznej:
1) Projekt nachylenia
Aby moduły ogniw słonecznych otrzymywały jak najwięcej promieniowania słonecznego w ciągu roku, należy dobrać optymalny kąt nachylenia modułów ogniw słonecznych.
Dyskusja na temat optymalnego nachylenia modułów ogniw słonecznych odbywa się w różnych regionach.
2) Konstrukcja odporna na wiatr
W systemie solarnej lampy ulicznej konstrukcja odporna na wiatr jest jedną z najważniejszych kwestii w konstrukcji. Konstrukcja odporna na wiatr jest podzielona głównie na dwie części, jedna to konstrukcja odporna na wiatr wspornika modułu baterii, a druga to konstrukcja odporna na wiatr słupa lampy.
(1) Projekt odporności na wiatr wspornika modułu ogniw słonecznych
Zgodnie z danymi technicznymi modułu bateriiproducent, ciśnienie nawietrzne, jakie moduł ogniw słonecznych może wytrzymać, wynosi 2700 Pa. Jeśli współczynnik oporu wiatru zostanie wybrany na 27 m/s (co odpowiada tajfunowi o magnitudzie 10), zgodnie z hydrodynamiką nielepkościową, ciśnienie wiatru przenoszone przez moduł baterii wynosi tylko 365 Pa. Dlatego sam moduł może w pełni wytrzymać prędkość wiatru 27 m/s bez uszkodzeń. Dlatego kluczem do rozważenia w projekcie jest połączenie między uchwytem modułu baterii a słupem lampy.
W projektowaniu ogólnego systemu oświetlenia ulicznego, połączenie pomiędzy uchwytem modułu akumulatorowego a słupem lampy jest zaprojektowane w taki sposób, aby było stałe i połączone za pomocą słupa śrubowego.
(2) Projektowanie oporu wiatrusłup latarni ulicznej
Parametry lamp ulicznych są następujące:
Nachylenie panelu baterii A=15o wysokość słupa lampy=6m
Zaprojektuj i wybierz szerokość spoiny na dole słupa lampy δ = 3,75 mm, dolna średnica zewnętrzna słupa lampy = 132 mm
Powierzchnia spoiny jest uszkodzoną powierzchnią słupa lampy. Odległość od punktu obliczeniowego P momentu oporu W na powierzchni uszkodzenia słupa lampy do linii działania obciążenia roboczego panelu akumulatora F na słupie lampy wynosi
PQ = [6000+（150+6）/tan16o] × Sin16o = 1545mm=1,845m。 Zatem moment oddziaływania obciążenia wiatrem na powierzchnię uszkodzenia słupa lampy wynosi M=F × 1,845。
Zgodnie z maksymalną dopuszczalną prędkością wiatru wynoszącą 27 m/s, podstawowe obciążenie 30-watowego panelu lampy ulicznej z podwójną głowicą solarną wynosi 480 N. Biorąc pod uwagę współczynnik bezpieczeństwa 1,3, F=1,3 × 480 =624 N.
Dlatego M=F × 1,545 = 949 × 1,545 = 1466 N.m.
Zgodnie z wyprowadzeniem matematycznym moment oporu toroidalnej powierzchni uszkodzenia W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）.
W powyższym wzorze r jest średnicą wewnętrzną 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）= 88768 mm3
= 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<<215 MPa
Gdzie 215 Mpa to wytrzymałość na zginanie stali Q235.
Wylewanie fundamentu musi być zgodne ze specyfikacjami konstrukcyjnymi oświetlenia drogowego. Nigdy nie tnij narożników i nie tnij materiałów, aby wykonać bardzo mały fundament, w przeciwnym razie środek ciężkości latarni ulicznej będzie niestabilny, a także łatwo ją zrzucić i spowodować wypadki związane z bezpieczeństwem.
Jeśli kąt nachylenia podpory słonecznej jest zaprojektowany zbyt duży, zwiększy to opór wiatru. Należy zaprojektować rozsądny kąt, który nie będzie miał wpływu na opór wiatru i szybkość konwersji światła słonecznego.
Dlatego też, o ile średnica i grubość słupa lampy oraz spoiny spełniają wymagania projektowe, a konstrukcja fundamentu jest prawidłowa, nachylenie modułu słonecznego jest rozsądne, opór wiatru słupa lampy nie stanowi problemu.
Czas publikacji: 03-02-2023
