La razón por la que las farolas solares son tan populares es que la energía que utilizan para iluminarlas proviene de la energía solar, por lo que no consumen electricidad. ¿Cuáles son los detalles de diseño de...?farolas solaresA continuación se presenta una introducción a este aspecto.
Detalles de diseño de la farola solar:
1) Diseño de inclinación
Para que los módulos de células solares reciban la mayor cantidad de radiación solar posible en un año, necesitamos seleccionar un ángulo de inclinación óptimo para dichos módulos.
El debate sobre la inclinación óptima de los módulos de células solares se basa en diferentes regiones.
2) Diseño resistente al viento
En los sistemas de alumbrado público solar, el diseño resistente al viento es uno de los aspectos estructurales más importantes. Este diseño se divide principalmente en dos partes: el diseño del soporte del módulo de baterías y el diseño del poste de la farola.
(1) Diseño de resistencia al viento del soporte del módulo de células solares
Según los datos de parámetros técnicos del módulo de bateríafabricanteLa presión de viento que puede soportar el módulo de celdas solares es de 2700 Pa. Si se considera un coeficiente de resistencia al viento de 27 m/s (equivalente a un tifón de magnitud 10), según la hidrodinámica no viscosa, la presión del viento que soporta el módulo de la batería es de tan solo 365 Pa. Por lo tanto, el módulo puede soportar sin problemas una velocidad del viento de 27 m/s sin sufrir daños. En consecuencia, el aspecto clave a considerar en el diseño es la conexión entre el soporte del módulo de la batería y el poste de la lámpara.
En el diseño de sistemas generales de alumbrado público, la conexión entre el soporte del módulo de la batería y el poste de la farola está diseñada para fijarse y conectarse mediante un perno.
(2) Diseño de resistencia al viento deposte de farola
Los parámetros de las farolas son los siguientes:
Inclinación del panel de baterías A=15° Altura del poste de la lámpara=6 m
Diseñar y seleccionar el ancho de soldadura en la base del poste de la lámpara δ = 3,75 mm; diámetro exterior de la base del poste = 132 mm
La superficie de la soldadura es la superficie dañada del poste de la lámpara. La distancia desde el punto de cálculo P del momento resistente W en la superficie de rotura del poste de la lámpara hasta la línea de acción de la carga de la batería F en el poste de la lámpara es
PQ = [6000+(150+6)/tan16o] × Sen16o = 1545mm=1.845m。 Por lo tanto, el momento de acción de la carga de viento en la superficie de falla del poste de luz M=F × 1.845。
Según la velocidad máxima de viento admisible de diseño de 27 m/s, la carga básica del panel de farola solar de doble cabezal de 30 W es de 480 N. Considerando el factor de seguridad de 1,3, F = 1,3 × 480 = 624 N.
Por lo tanto, M=F × 1,545 = 949 × 1,545 = 1466 N·m.
Según la derivación matemática, el momento resistente de la superficie de falla toroidal W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）。
En la fórmula anterior, r es el diámetro interior del anillo, δ es el ancho del anillo.
Momento de resistencia de la superficie de falla W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）
=π × (3 × ochocientos cuarenta y dos × 4+3 × ochenta y cuatro × 42+43) = 88768 mm³
=88,768 × 10⁻⁶ m³
Tensión causada por el momento de acción de la carga de viento sobre la superficie de falla = M/W
= 1466/(88,768 × 10⁻⁶) = 16,5 × 10⁶ Pa = 16,5 MPa << 215 MPa
Donde 215 MPa es la resistencia a la flexión del acero Q235.
El vertido de la base debe cumplir con las especificaciones de construcción para alumbrado público. Nunca se deben tomar atajos ni reducir materiales para hacer una base demasiado pequeña, ya que el centro de gravedad de la farola será inestable y podría derrumbarse, provocando accidentes.
Si el ángulo de inclinación del soporte solar es demasiado grande, aumentará la resistencia al viento. Debe diseñarse un ángulo razonable que no afecte la resistencia al viento ni la eficiencia en la conversión de la luz solar.
Por lo tanto, siempre que el diámetro y el grosor del poste de la lámpara y la soldadura cumplan con los requisitos de diseño, y la construcción de la base sea adecuada, la inclinación del módulo solar sea razonable y la resistencia al viento del poste de la lámpara no represente ningún problema.
Fecha de publicación: 3 de febrero de 2023
