La razón por la que las farolas solares son tan populares es que la energía utilizada para la iluminación proviene de la energía solar, por lo que las farolas solares tienen la característica de no generar cargos de electricidad. ¿Cuáles son los detalles de diseño de las farolas solares?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 de resistencia al viento es uno de los aspectos más importantes de la estructura. Este diseño se divide principalmente en dos partes: el diseño de resistencia al viento del soporte del módulo de batería y el diseño de resistencia al viento del poste de la lámpara.
(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 en contra que puede soportar el módulo de células solares es de 2700 Pa. Si se selecciona 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 baterías es de tan solo 365 Pa. Por lo tanto, el módulo puede soportar completamente una velocidad del viento de 27 m/s sin sufrir daños. En consecuencia, la clave del diseño reside en la conexión entre el soporte del módulo de baterías y el poste de la lámpara.
En el diseño de un sistema general de alumbrado público, la conexión entre el soporte del módulo de batería y el poste de la lámpara está diseñada para fijarse y conectarse mediante un perno.
(2) Diseño de resistencia al viento defarola
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 parte inferior del poste de la lámpara δ = 3,75 mm diámetro exterior inferior del poste de luz = 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 falla del poste de la lámpara hasta la línea de acción de la carga de acción del panel 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 del viento sobre la superficie de falla del poste de la lámpara M=F × 1,845。
Según la velocidad máxima de viento permitida 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 un 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 y 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
Esfuerzo causado por el momento de acción de la carga del 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 los cimientos debe cumplir con las especificaciones de construcción para alumbrado público. Nunca se deben escatimar materiales para hacer cimientos demasiado pequeños, ya que esto provocaría inestabilidad en el centro de gravedad de la farola, con el consiguiente riesgo de vuelco y accidentes.
Si el ángulo de inclinación del soporte solar es demasiado grande, aumentará la resistencia al viento. Se debe diseñar un ángulo razonable que no afecte la resistencia al viento ni la tasa de 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, la resistencia al viento del poste de la lámpara no representará ningún problema.
Fecha de publicación: 3 de febrero de 2023
