ما هي تفاصيل تصميم مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية؟

السبب وراء شهرة مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية هو أن الطاقة المستخدمة للإضاءة تأتي من الطاقة الشمسية، لذلك تتميز المصابيح الشمسية بميزة عدم شحن الكهرباء. ما هي تفاصيل التصميممصابيح الشوارع الشمسية؟ وفيما يلي مقدمة لهذا الجانب.

تفاصيل تصميم مصباح الشارع الشمسي:

1) تصميم الميل

من أجل جعل وحدات الخلايا الشمسية تتلقى أكبر قدر ممكن من الإشعاع الشمسي خلال عام، نحتاج إلى تحديد زاوية ميل مثالية لوحدات الخلايا الشمسية.

تعتمد المناقشة حول الميل الأمثل لوحدات الخلايا الشمسية على مناطق مختلفة.

2) تصميم مقاوم للرياح

في نظام مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية، يعد تصميم مقاومة الرياح أحد أهم القضايا في الهيكل. ينقسم التصميم المقاوم للرياح بشكل أساسي إلى جزأين، أحدهما هو التصميم المقاوم للرياح لدعامة وحدة البطارية، والآخر هو التصميم المقاوم للرياح لعمود المصباح.

(1) تصميم مقاومة الرياح لقوس وحدة الخلايا الشمسية

وفقًا لبيانات المعلمة الفنية لوحدة البطاريةالشركة المصنعة، فإن ضغط الريح الذي يمكن أن تتحمله وحدة الخلايا الشمسية هو 2700 باسكال. إذا تم تحديد معامل مقاومة الرياح على أنه 27 م/ث (أي ما يعادل إعصارًا بقوة 10)، وفقًا للديناميكيات المائية غير اللزجة، فإن ضغط الرياح الذي تتحمله وحدة البطارية يبلغ 365 باسكال فقط. لذلك، الوحدة نفسها يمكنها تحمل سرعة الرياح البالغة 27 م/ث دون ضرر. ولذلك، فإن المفتاح الذي يجب مراعاته في التصميم هو الاتصال بين حامل وحدة البطارية وعمود المصباح.

في تصميم نظام مصابيح الشوارع العام، تم تصميم الاتصال بين حامل وحدة البطارية وعمود المصباح ليتم تثبيته وتوصيله بواسطة عمود الترباس.

(2) تصميم مقاومة الرياحعمود مصباح الشارع

معلمات مصابيح الشوارع هي كما يلي:

ميل لوحة البطارية A=15o ارتفاع عمود المصباح=6m

قم بتصميم واختيار عرض اللحام في الجزء السفلي من عمود المصباح δ = 3.75 مم القطر الخارجي السفلي لعمود الإضاءة = 132 مم

سطح اللحام هو السطح التالف لعمود المصباح. المسافة من نقطة الحساب P لحظة المقاومة W على سطح فشل عمود المصباح إلى خط عمل حمل عمل لوحة البطارية F على عمود المصباح هي

PQ = [6000+(150+6)/tan16o] × Sin16o = 1545mm=1.845m. لذلك، لحظة عمل حمل الرياح على سطح فشل عمود المصباح M=F × 1.845.

وفقًا للتصميم الأقصى لسرعة الرياح المسموح بها والتي تبلغ 27 مترًا في الثانية، فإن الحمل الأساسي للوحة مصابيح الشارع الشمسية ذات الرأس المزدوج 30 وات هو 480 نيوتن. بالنظر إلى عامل الأمان 1.3، F=1.3 × 480 =624N.

ولذلك، M=F × 1.545 = 949 × 1.545 = 1466N.m.

وفقًا للاشتقاق الرياضي، فإن عزم المقاومة لسطح الفشل الحلقي W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）©.

في الصيغة أعلاه، r هو القطر الداخلي للحلقة، δ هو عرض الحلقة.

لحظة مقاومة سطح الفشل W=π × (3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3)

=π × (3 × ثمانمائة واثنان وأربعون × 4+3 × أربعة وثمانون × 42+43)= 88768 مم3

= 88.768 × 10－6 م3

الإجهاد الناتج عن لحظة عمل حمل الرياح على سطح الفشل=M/W

= 1466/(88.768 × 10－6) =16.5 × 106 باسكال = 16.5 ميجا باسكال<<215 ميجا باسكال

حيث أن 215 ميجاباسكال هي قوة الانحناء للفولاذ Q235.

يجب أن يكون صب الأساس مطابقاً للمواصفات الإنشائية الخاصة بإضاءة الطريق. لا تقم أبدًا بقطع الزوايا وقطع المواد لإنشاء أساس صغير جدًا، وإلا فإن مركز ثقل مصباح الشارع سيكون غير مستقر، ومن السهل تفريغه والتسبب في حوادث السلامة.

إذا تم تصميم زاوية ميل الدعامة الشمسية بشكل كبير جدًا، فسوف تزيد من مقاومة الرياح. وينبغي تصميم زاوية معقولة دون التأثير على مقاومة الرياح ومعدل تحويل الضوء الشمسي.

لذلك، طالما أن قطر وسمك عمود المصباح واللحام يفي بمتطلبات التصميم، وكان بناء الأساس مناسبًا، فإن ميل وحدة الطاقة الشمسية معقول، ومقاومة الرياح لعمود المصباح لا توجد مشكلة.