De reden waarom straatlantaarns op zonne-energie zo populair zijn, is dat de energie die voor verlichting wordt gebruikt, afkomstig is van zonne-energie. Zonnelampen hebben daarom de eigenschap dat ze geen elektriciteitskosten in rekening brengen. Wat zijn de ontwerpdetails vanzonne-straatlantaarnsHieronder volgt een inleiding tot dit aspect.
Ontwerpdetails van de zonne-straatlantaarn:
1) Hellingsontwerp
Om ervoor te zorgen dat zonnecelmodules in een jaar zoveel mogelijk zonnestraling opvangen, moeten we een optimale kantelhoek voor de zonnecelmodules selecteren.
De discussie over de optimale helling van zonnecelmodules is gebaseerd op verschillende regio's.
2) Windbestendig ontwerp
In het zonnestraatverlichtingssysteem is het windbestendige ontwerp een van de belangrijkste aspecten van de constructie. Het windbestendige ontwerp bestaat hoofdzakelijk uit twee onderdelen: het windbestendige ontwerp van de batterijmodulebeugel en het windbestendige ontwerp van de lantaarnpaal.
(1) Ontwerp van de windweerstand van de beugel van de zonnecelmodule
Volgens de technische parametergegevens van de batterijmodulefabrikantDe winddruk die de zonnecelmodule kan weerstaan, is 2700 Pa. Als de windweerstandscoëfficiënt wordt ingesteld op 27 m/s (equivalent aan een tyfoon van magnitude 10), bedraagt de winddruk die de batterijmodule ondervindt volgens de niet-viskeuze hydrodynamica slechts 365 Pa. De module zelf kan dus een windsnelheid van 27 m/s volledig weerstaan zonder schade op te lopen. De sleutel om rekening mee te houden bij het ontwerp is daarom de verbinding tussen de beugel van de batterijmodule en de lantaarnpaal.
Bij het ontwerp van een algemeen straatlantaarnsysteem is de verbinding tussen de batterijmodulebeugel en de lantaarnpaal zo ontworpen dat deze vastzit en met een boutpaal wordt verbonden.
(2) Ontwerp van de windweerstand vanstraatlantaarnpaal
De parameters van straatlantaarns zijn als volgt:
Batterijpaneelhelling A=15o lamppaalhoogte=6m
Ontwerp en selecteer de lasbreedte aan de onderkant van de lantaarnpaal δ = 3,75 mm buitendiameter onderkant lantaarnpaal = 132 mm
Het lasoppervlak is het beschadigde oppervlak van de lantaarnpaal. De afstand van het rekenpunt P van het weerstandsmoment W op het breukvlak van de lantaarnpaal tot de actielijn van de actiebelasting F van het batterijpaneel op de lantaarnpaal is
PQ = [6000+(150+6)/tan16o] × Sin16o = 1545mm=1,845m. Daarom is het moment van de windbelasting op het faalvlak van de lantaarnpaal M=F × 1,845.
Volgens de ontwerp-maximaal toegestane windsnelheid van 27 m/s bedraagt de basisbelasting van het 30W zonne-straatlantaarnpaneel met dubbele kop 480 N. Rekening houdend met de veiligheidsfactor van 1,3, F = 1,3 × 480 = 624 N.
Daarom is M=F × 1,545 = 949 × 1,545 = 1466 N.m.
Volgens een wiskundige afleiding is het weerstandsmoment van het toroïdale breukvlak W = π × （3r2 δ + 3r δ 2 + δ 3）。
In de bovenstaande formule is r de binnendiameter van de ring en δ de breedte van de ring.
Weerstandsmoment van bezwijkoppervlak W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）
=π × （3 × achthonderdtweeënveertig × 4+3 × vierentachtig × 42+43）= 88768mm3
=88,768 × 10－6 m3
Spanning veroorzaakt door het inwerkingsmoment van de windbelasting op het bezwijkvlak = M/W
= 1466/（88,768 × 10-6） = 16,5 × 106pa = 16,5 Mpa<<215Mpa
Waarbij 215 Mpa de buigsterkte van Q235-staal is.
De fundering moet voldoen aan de bouwvoorschriften voor wegverlichting. Snijd nooit hoeken af en snijd geen materiaal om een zeer smalle fundering te maken, anders wordt het zwaartepunt van de straatlantaarn onstabiel en kan deze gemakkelijk omvallen, wat ongelukken kan veroorzaken.
Een te grote hellingshoek van de zonnesteun verhoogt de windweerstand. Een redelijke hoek moet worden ontworpen zonder de windweerstand en de omzettingssnelheid van zonlicht te beïnvloeden.
Zolang de diameter en de dikte van de lantaarnpaal en de las voldoen aan de ontwerpeisen, de funderingsconstructie goed is en de helling van de zonnepanelen redelijk is, vormt de windweerstand van de lantaarnpaal geen probleem.
Plaatsingstijd: 3 februari 2023
