מהם פרטי העיצוב של פנסי רחוב סולארים?

הסיבה מדוע מנורות רחוב סולאריות כל כך פופולריות היא שהאנרגיה המשמשת לתאורה מגיעה מאנרגיית השמש, כך שלמנורות סולאריות יש תכונה של אפס טעינת חשמל. מה פרטי העיצוב שלמנורות רחוב סולאריות? להלן מבוא להיבט זה.

פרטי עיצוב של מנורת רחוב סולארית:

1) עיצוב נטייה

על מנת לגרום למודולים של תאים סולאריים לקבל כמה שיותר קרינת שמש בשנה, עלינו לבחור זווית הטיה אופטימלית עבור מודולים של תאים סולאריים.

הדיון על הנטייה האופטימלית של מודולים של תאים סולאריים מבוסס על אזורים שונים.

2) עיצוב עמיד בפני רוח

במערכת פנס הרחוב הסולארית, עיצוב עמידות הרוח הוא אחד הנושאים החשובים ביותר במבנה. העיצוב עמיד לרוח מחולק בעיקר לשני חלקים, האחד הוא העיצוב עמיד הרוח של תושבת מודול הסוללה, והשני הוא העיצוב עמיד לרוח של עמוד המנורה.

(1) עיצוב התנגדות רוח של תושבת מודול תא סולארי

על פי נתוני הפרמטרים הטכניים של מודול הסוללהיַצרָן, הלחץ כלפי מעלה שמודול התא הסולארי יכול לעמוד בו הוא 2700Pa. אם מקדם התנגדות הרוח נבחר כ-27m/s (שווה ערך לטייפון בעוצמה של 10), לפי ההידרודינמיקה הלא צמיגה, לחץ הרוח המופעל על ידי מודול הסוללה הוא 365Pa בלבד. לכן, המודול עצמו יכול לעמוד במלואו במהירות הרוח של 27 מטר לשנייה ללא נזק. לכן, המפתח שיש לקחת בחשבון בעיצוב הוא החיבור בין תושבת מודול הסוללה לבין עמוד המנורה.

בתכנון של מערכת פנסי רחוב כללית, החיבור בין תושבת מודול הסוללה לבין מוט המנורה מתוכנן להיות קבוע ומחובר על ידי מוט בריח.

(2) עיצוב התנגדות רוח שלעמוד פנס רחוב

הפרמטרים של פנסי רחוב הם כדלקמן:

נטיית לוח הסוללה A=15o גובה מוט מנורה=6m

תכנן ובחר את רוחב הריתוך בתחתית עמוד המנורה δ = 3.75 מ"מ עמוד אור קוטר חיצוני תחתון = 132 מ"מ

פני השטח של הריתוך הם המשטח הפגום של עמוד המנורה. המרחק מנקודת החישוב P של מומנט ההתנגדות W על משטח הכשל של עמוד המנורה לקו הפעולה של עומס הפעולה של לוח הסוללה F על עמוד המנורה הוא

PQ = [6000+（150+6）/tan16o] × Sin16o = 1545mm=1.845m。 לכן, מומנט הפעולה של עומס הרוח על משטח הכשל של עמוד המנורה M=F × 1.845.

על פי מהירות הרוח המרבית המותרת של התכנון של 27 מטר לשנייה, העומס הבסיסי של פאנל מנורות רחוב סולאריות 30W הוא 480N. בהתחשב במקדם הבטיחות של 1.3, F=1.3 × 480 =624N.

לכן, M=F × 1.545 = 949 × 1.545 = 1466N.m.

על פי גזירה מתמטית, מומנט ההתנגדות של משטח הכשל הטורואידי W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）.

בנוסחה לעיל, r הוא הקוטר הפנימי של הטבעת, δ הוא רוחב הטבעת.

מומנט התנגדות של משטח כשל W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）

=π × （3 × שמונה מאות ארבעים ושתיים × 4+3 × שמונים וארבע × 42+43）= 88768mm3

=88.768 × 10–6 מ"ק

מתח שנגרם מרגע הפעולה של עומס הרוח על משטח כשל=M/W

= 1466/（88.768 × 10－6） =16.5 × 106pa =16.5 Mpa<<215Mpa

איפה, 215 Mpa הוא חוזק הכיפוף של פלדה Q235.

יציקת היסוד חייבת לעמוד במפרט הבנייה לתאורת כביש. לעולם אל תחתכו פינות וחיתכו חומרים כדי ליצור בסיס קטן מאוד, אחרת מרכז הכובד של פנס הרחוב יהיה לא יציב, וקל להשליכה ולגרום לתאונות בטיחות.

אם זווית הנטייה של התמיכה הסולארית מתוכננת גדולה מדי, היא תגביר את ההתנגדות לרוח. יש לתכנן זווית סבירה מבלי להשפיע על התנגדות הרוח וקצב ההמרה של אור שמש.

לכן, כל עוד הקוטר והעובי של עמוד המנורה והריתוך עומדים בדרישות התכנון, ובניית היסוד תקינה, נטיית המודול הסולארי סבירה, התנגדות הרוח של עמוד המנורה אינה מהווה בעיה.