ما هي تفاصيل تصميم مصابيح الشوارع الشمسية؟

يعود سبب شيوع مصابيح الشوارع الشمسية إلى أن الطاقة المستخدمة في الإضاءة تأتي من الطاقة الشمسية، لذا تتميز هذه المصابيح بخاصية عدم شحنها بالكهرباء. ما هي تفاصيل تصميمها؟مصابيح الشوارع الشمسيةوفيما 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 في عام واحد، نحتاج إلى اختيار زاوية إمالة مثالية لوحدات الخلايا الشمسية.

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

2) تصميم مقاوم للرياح

في نظام مصابيح الشوارع الشمسية، يُعد تصميم مقاومة الرياح من أهم الجوانب الهيكلية. ينقسم تصميم مقاومة الرياح بشكل رئيسي إلى قسمين: تصميم مقاوم للرياح لحامل وحدة البطارية، وتصميم مقاوم للرياح لعمود المصباح.

(1) تصميم مقاومة الرياح لحامل وحدة الخلايا الشمسية

وفقًا لبيانات المعلمات الفنية لوحدة البطاريةالشركة المصنعةيبلغ ضغط الرياح المعاكس الذي تتحمله وحدة الخلايا الشمسية 2700 باسكال. إذا تم اختيار معامل مقاومة الرياح 27 مترًا في الثانية (ما يعادل إعصارًا بقوة 10 درجات)، ووفقًا للديناميكا المائية غير اللزجة، فإن ضغط الرياح الذي تتحمله وحدة البطارية يبلغ 365 باسكال فقط. وبالتالي، تستطيع الوحدة نفسها تحمل سرعة رياح تبلغ 27 مترًا في الثانية دون أي ضرر. لذلك، فإن مفتاح التصميم هو التوصيل بين حامل وحدة البطارية وعمود المصباح.

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

(2) تصميم مقاومة الرياحعمود إنارة الشارع

المعلمات الخاصة بمصابيح الشوارع هي كما يلي:

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

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

سطح اللحام هو السطح التالف لعمود المصباح. المسافة من نقطة حساب عزم المقاومة W على سطح عطل عمود المصباح إلى خط عمل حمل عمل لوحة البطارية F على عمود المصباح هي:

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

وفقًا لأقصى سرعة رياح مسموح بها في التصميم، وهي 27 مترًا في الثانية، فإن الحمل الأساسي للوحة مصباح الشارع الشمسي ثنائي الرأس بقدرة 30 واط هو 480 نيوتن. مع مراعاة عامل الأمان البالغ 1.3، فإن F = 1.3 × 480 = 624 نيوتن.

لذلك، م=ف × 1.545 = 949 × 1.545 = 1466 نيوتن.متر.

وفقًا للاشتقاق الرياضي، فإن عزم مقاومة سطح 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 عزم عمل حمل الرياح على سطح الفشل = م/و

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

حيث أن 215 ميجا باسكال هي قوة الانحناء للفولاذ Q235.

يجب أن يتوافق صب الأساس مع مواصفات بناء إنارة الطرق. تجنب قطع المواد أو تقليلها لإنشاء أساس صغير جدًا، وإلا سيصبح مركز ثقل مصباح الشارع غير مستقر، وسيصبح من السهل انزلاقه وتسببه في حوادث سلامة.

إذا صُممت زاوية ميل دعامة الطاقة الشمسية كبيرة جدًا، فسيؤدي ذلك إلى زيادة مقاومة الرياح. يجب تصميم زاوية ميل معقولة دون التأثير على مقاومة الرياح ومعدل تحويل ضوء الشمس.

لذلك، طالما أن قطر وسمك عمود المصباح واللحام يلبي متطلبات التصميم، وبناء الأساس مناسب، وميل الوحدة الشمسية معقول، ومقاومة الرياح لعمود المصباح ليست مشكلة.