รายละเอียดการออกแบบโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์มีอะไรบ้าง?

เหตุผลที่โคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับความนิยมมากก็คือ พลังงานที่ใช้ในการให้แสงสว่างมาจากพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้นโคมไฟพลังงานแสงอาทิตย์จึงมีคุณสมบัติที่ไม่ต้องเสียค่าไฟฟ้าเลย รายละเอียดการออกแบบของโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์มีอะไรบ้างโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์? ต่อไปนี้เป็นบทนำเกี่ยวกับประเด็นนี้

รายละเอียดการออกแบบโคมไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์:

1) การออกแบบความเอียง

เพื่อให้โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับรังสีดวงอาทิตย์มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในแต่ละปี เราจำเป็นต้องเลือกมุมเอียงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์

การอภิปรายเกี่ยวกับความเอียงที่เหมาะสมที่สุดของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะอิงตามแต่ละภูมิภาค

2) การออกแบบทนลม

ในระบบไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ การออกแบบความต้านทานลมถือเป็นประเด็นสำคัญที่สุดประการหนึ่งในโครงสร้าง การออกแบบความต้านทานลมแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ส่วนหนึ่งคือการออกแบบความต้านทานลมของตัวยึดโมดูลแบตเตอรี่ และอีกส่วนหนึ่งคือการออกแบบความต้านทานลมของเสาไฟ

(1) การออกแบบความต้านทานลมของตัวยึดโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์

ตามข้อมูลพารามิเตอร์ทางเทคนิคของโมดูลแบตเตอรี่ผู้ผลิตแรงดันลมที่โมดูลเซลล์แสงอาทิตย์สามารถทนได้คือ 2700Pa หากเลือกค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานลมเป็น 27m/s (เทียบเท่ากับพายุไต้ฝุ่นขนาด 10) ตามไฮโดรไดนามิกส์แบบไม่หนืด แรงดันลมที่โมดูลแบตเตอรี่รับได้จะอยู่ที่ 365Pa เท่านั้น ดังนั้น โมดูลจึงสามารถทนต่อความเร็วลม 27m/s ได้อย่างเต็มที่โดยไม่เกิดความเสียหาย ดังนั้น สิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาในการออกแบบคือการเชื่อมต่อระหว่างตัวยึดโมดูลแบตเตอรี่และเสาโคมไฟ

ในการออกแบบระบบไฟถนนทั่วไป การเชื่อมต่อระหว่างขายึดโมดูลแบตเตอรี่และเสาไฟได้รับการออกแบบให้ยึดแน่นและเชื่อมต่อด้วยเสาแบบสลัก

(2) การออกแบบต้านทานลมของเสาไฟถนน

พารามิเตอร์ของโคมไฟถนนมีดังนี้:

ความเอียงแผงแบตเตอรี่ A=15o ความสูงเสาไฟ=6ม.

ออกแบบและเลือกความกว้างของรอยเชื่อมบริเวณโคมล่าง δ = 3.75มม. เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกด้านล่างของโคมล่าง = 132มม.

พื้นผิวของรอยเชื่อมคือพื้นผิวที่เสียหายของเสาโคมไฟ ระยะห่างจากจุดคำนวณ P ของโมเมนต์ความต้านทาน W บนพื้นผิวที่ล้มเหลวของเสาโคมไฟถึงแนวการกระทำของโหลดการกระทำของแผงแบตเตอรี่ F บนเสาโคมไฟคือ

PQ = [6000+（150+6）/tan16o] × Sin16o = 1545mm=1.845m ดังนั้น โมเมนต์การกระทำของแรงลมบนพื้นผิวที่ล้มเหลวของเสาโคมไฟ M=F × 1.845

ตามการออกแบบความเร็วลมสูงสุดที่อนุญาตคือ 27m/s โหลดพื้นฐานของแผงโซลาร์เซลล์ถนนแบบสองหัว 30W คือ 480N เมื่อพิจารณาปัจจัยด้านความปลอดภัยที่ 1.3 F=1.3 × 480 = 624N

ดังนั้น M=F × 1.545 = 949 × 1.545 = 1466N.m

ตามการหาอนุพันธ์ทางคณิตศาสตร์ โมเมนต์ความต้านทานของพื้นผิวล้มเหลวแบบวงแหวน W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）

ในสูตรข้างต้น r คือเส้นผ่านศูนย์กลางด้านในของวงแหวน δ คือความกว้างของวงแหวน

โมเมนต์ความต้านทานของพื้นผิวที่เสียหาย W=π × (3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3)

=π × （3 × แปดร้อยสี่สิบสอง × 4+3 × แปดสิบสี่ × 42+43）= 88768mm3

=88.768 × 10－6 ม3

ความเครียดที่เกิดจากโมเมนต์การกระทำของแรงลมบนพื้นผิวที่ล้มเหลว = M/W

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

โดยที่ 215 Mpa คือความแข็งแรงดัดของเหล็ก Q235

การเทฐานรากต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการก่อสร้างสำหรับไฟถนน ห้ามตัดมุมหรือตัดวัสดุเพื่อสร้างฐานรากที่มีขนาดเล็กเกินไป มิฉะนั้น จุดศูนย์ถ่วงของเสาไฟถนนจะไม่มั่นคง และอาจทำให้เกิดการเททิ้งและเกิดอุบัติเหตุด้านความปลอดภัยได้

หากออกแบบมุมเอียงของเสารับแสงอาทิตย์มากเกินไป จะทำให้มีแรงต้านลมเพิ่มขึ้น ควรออกแบบมุมที่เหมาะสมโดยไม่กระทบต่อแรงต้านลมและอัตราการแปลงแสงอาทิตย์

ดังนั้น ตราบใดที่เส้นผ่านศูนย์กลางและความหนาของเสาโคมไฟและรอยเชื่อมตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ และการก่อสร้างฐานรากเหมาะสม ความเอียงของโมดูลพลังงานแสงอาทิตย์ก็เหมาะสม และความต้านทานลมของเสาโคมไฟก็ไม่ใช่ปัญหา