太陽(yáng)能是取之不盡,用之不竭,清潔無(wú)污染并可再生的綠色環(huán)保能源。利用太陽(yáng)能發(fā)電,無(wú)可比擬的清潔性、高度的性、能源的相對(duì)廣泛性和充足性、長(zhǎng)壽命以及免維護(hù)性等其他常規(guī)能源所不具備的優(yōu)點(diǎn),光伏能源被認(rèn)為是二十一世紀(jì)重要的新能源。而太陽(yáng)能路燈無(wú)需鋪設(shè)線纜、無(wú)需交流供電、不產(chǎn)生電費(fèi);采用直流供電、控制;具有穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、發(fā)光效率高,安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、性能高、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)??蓮V泛應(yīng)用于城市主、次干道、小區(qū)、工廠、旅游景點(diǎn)、停車場(chǎng)等場(chǎng)所。產(chǎn)品部件燈桿結(jié)構(gòu):鋼質(zhì)燈桿及支架,表面噴塑處理,電池板連接采用專用防盜不銹鋼螺絲 。
路燈燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)
路燈的參數(shù)如下:
電池板傾角A = 16o 燈桿高度 = 5m
設(shè)計(jì)選取燈桿底部焊縫寬度δ = 4mm 燈桿底部外徑 = 168mm
焊縫所在面即燈桿破壞面。燈桿破壞面抵抗矩W 的計(jì)算點(diǎn)P到燈桿受到的電池板作用荷載F作用線的距離為
PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以,風(fēng)荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F×1.545。
根據(jù)27m/s的設(shè)計(jì)允許風(fēng)速,2×30W的雙燈頭太陽(yáng)能路燈電池板的基本荷載為730N??紤]1.3的系數(shù),F(xiàn) = 1.3×730 = 949N。
所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo),圓環(huán)形破壞面的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r是圓環(huán)內(nèi)徑,δ是圓環(huán)寬度。
破壞面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10-6 m3
風(fēng)荷載在破壞面上作用矩引起的應(yīng)力 = M/W
= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa其中,215 Mpa是Q235鋼的抗彎強(qiáng)度。
所以,設(shè)計(jì)選取的焊縫寬度滿足要求,只要焊接質(zhì)量能保證,燈桿的抗風(fēng)是沒(méi)有問(wèn)題的。
性能好:太陽(yáng)能路燈由于采用的是12—24V低壓,電壓穩(wěn)定,運(yùn)行可靠,不存在隱患,是生態(tài)小區(qū),路政部門理想產(chǎn)品。絕無(wú)觸電、火災(zāi)等意外事故。市電路燈隱患大,人們的生活環(huán)境在不斷變化的情況下,道路改造、景觀工程的施工,供電不正常,水煤氣管道的交叉施工等多方面帶來(lái)諸多隱患。
峰值計(jì)算
路燈每夜累計(jì)照明時(shí)間需要為 7小時(shí)(h);
★:電池板平均每天接受有效光照時(shí)間為4.5小時(shí)(h);
少放寬對(duì)電池板需求20%的預(yù)留額。
WP÷17.4V = (5A × 7h × 120%)÷ 4.5h
WP÷17.4V = 9.33
WP = 162(W)
★ :4.5h每天光照時(shí)間為長(zhǎng)江中下游附近地區(qū)日照系數(shù)。
另外在太陽(yáng)能路燈組件中,線損、控制器的損耗、及鎮(zhèn)流器或恒流源的功耗各有不同,實(shí)際應(yīng)用中可能在15%-25%左右。所以162W也只是理論值,根據(jù)實(shí)際情況需要有所增加。