太陽能路燈系統(tǒng)可以保障陰雨天氣8-15天以上正常工作!它的系統(tǒng)組成是由(包括支架)、LED燈頭、太陽能燈具控制器、蓄電池(包括蓄電池保溫箱)和燈桿等幾部分構成。太陽能路燈
太陽能電池組件一般選用單晶硅或者多晶硅太陽能電池組件;LED燈頭一般選用大功率LED光源;控制器一般放置在燈桿內(nèi),具有光控、時控制、過充過放保護及反接保護,更高級的控制器更具備四季調整亮燈時間功能、半功率功能、智能充放電功能等;蓄電池一般放置于地下或者會有專門的蓄電池保溫箱,可采用閥控式鉛酸蓄電池、膠體蓄電池、鐵鋁蓄電池或者鋰電池等。太陽能燈具全自動工作,不需要挖溝布線,但燈桿需要裝置在預埋件(混凝土底座)上。
LED光源
發(fā)光效率高,耗電量小,使用壽命長,工作溫度低。
安全可靠性強。
反應速度快,單元體積小,綠色環(huán)保。
同亮度下,耗電是白熾燈的十分之一,熒光燈的三分之一,而壽命卻是白熾燈的50倍,熒光燈的20倍,是繼白熾燈、熒光燈、氣體放電燈之后的第四代照明產(chǎn)品。
單顆大功率LED的問世,是LED應用領域跨至高效率照明光源為市場照明的好產(chǎn)品,將是人類繼愛迪明白熾燈后最偉大的發(fā)明之一。
電池組件支架
傾角設計
為了讓太陽能電池組件在一年四季中接收到的太陽輻射,是選擇傾角。
關于太陽能電池組件傾角問題的探討,在一些學術刊物上出現(xiàn)得不少。本次路燈使用地區(qū)為河南信陽地區(qū),選定太陽能電池組件支架傾角為35°。
抗風設計
在太陽能路燈系統(tǒng)中,結構上一個需要非常重視的問題就是抗風設計??癸L設計主要分為兩大塊,一為電池組件支架的抗風設計,二為燈桿的抗風設計。下面按以上兩塊分別做分析。太陽能電池組件支架的抗風設計
依據(jù)電池組件廠家的技術參數(shù)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(shù)選定為27m/s(相當于十級臺風),根據(jù)非粘性流體力學,電池組件承受的風壓只有365Pa。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桿的連接。
在本套路燈系統(tǒng)的設計中電池組件支架與燈桿的連接設計使用螺栓桿固定連接。
路燈的參數(shù)如下:
電池板傾角A = 35° 燈桿高度 = 5m
設計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 的計算點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)/tan16°]× Sin16° = 1545mm=1.545m。所以,風荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F×1.545。
根據(jù)27m/s的設計允許風速,2×30W的雙燈頭太陽能路燈電池板的基本荷載為730N??紤]1.3的安全系數(shù),F(xiàn) = 1.3×730 = 949N。
所以,M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。
根據(jù)數(shù)學推導,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,設計選取的焊縫寬度滿足要求,只要焊接質量能保證,燈桿的抗風是沒有問題的。
控制器