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太陽能光伏路燈燈杆的抗風設



     太陽能路燈在太陽能路燈系統中,結構上一個需要非常重視的問題就是抗風設計。抗風設計主要分為兩大塊,一為電池組件支架的抗風設計,二為燈杆的抗風設計。
                               太陽能路燈
      依據電池組件廠家的技術參數資料,太陽能電池組件可以承受的迎風壓強為2700Pa。若抗風系數選定為27m/s(相當于十級台風),根據非粘性流體力學,電池組件承受的風壓隻有365Pa。惟思照明,所以,組件本身是完全可以承受27m/s的風速而不至于損壞的。所以,設計中關鍵要考慮的是電池組件支架與燈杆的連接。
                               太陽能智慧路燈
   在該套路燈系統的設計中電池組件支架與燈杆的連接設計使用螺栓杆固定連接。

路燈燈杆的抗風設計

路燈的參數如下:

電池闆傾角A = 16o 燈杆高度 = 5m

太陽能路燈廠家設計選取燈杆底部焊縫寬度δ = 4mm 燈杆底部外徑 = 168mm

焊縫所在面即燈杆破壞面。燈杆破壞面抵抗矩W 的計算點P到燈杆受到的電池闆作用荷載F作用線的距離為

PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1.545m。所以,風荷載在燈杆破壞面上的作用矩M = F×1.545。

根據27m/s的設計最大允許風速,2×30W的雙燈頭太陽能路燈電池闆的基本荷載為730N。考慮1.3的安全系數,F = 1.3×730 = 949N。

所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。

根據數學推導,圓環形破壞面的抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。

上式中,r是圓環内徑,δ是圓環寬度。

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

風荷載在破壞面上作用矩引起的應力 = M/W

= 1466/(88.768×10-6) =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa

其中,215 Mpa是Q235鋼的抗彎強度。

所以,太陽能路燈廠家設計選取的焊縫寬度滿足要求,一體化太陽能路燈、隻要焊接質量能保證,燈杆的抗風是沒有問題的。



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