太陽能路燈燈桿抗風(fēng)強(qiáng)度怎么計(jì)算

　　太陽能路燈系統(tǒng)由太陽能電池板、電池、控制器、LED光源和燈桿等五大部件組成，在風(fēng)大的地方裝太陽能路燈要考慮到太陽能路燈燈桿的抗風(fēng)強(qiáng)度，抗風(fēng)設(shè)計(jì)主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，二為燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。下面益新電氣小編帶大家按以上兩塊分別做分析。

　　⑴太陽能電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

　　依據(jù)電池組件廠家的技術(shù)參數(shù)資料，太陽能電池組件可以承受的迎風(fēng)壓強(qiáng)為2400Pa。若抗風(fēng)系數(shù)選定為27m/s（相當(dāng)于十級(jí)臺(tái)風(fēng)），根據(jù)非粘性流體力學(xué)，電池組件承受的風(fēng)壓只有477Pa。

　　風(fēng)壓就是垂直于氣流方向的平面所受到的風(fēng)的壓力。根據(jù)伯努利方程得出的風(fēng)－壓關(guān)系，風(fēng)的動(dòng)壓為

　　wp=0.5·ro·v2(1)

　　其中wp為風(fēng)壓[kN/m2]，ro為空氣密度[kg/m3]，v為風(fēng)速[m/s]。

　　由于空氣密度(ro)和重度(r)的關(guān)系為r=ro·g,因此有ro=r/g。在(1)中使用這一關(guān)系，得到

　　wp=0.5·r·v2/g(2)

　　此式為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)壓公式。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(氣壓為1013hPa,溫度為15°C),空氣重度r=0.01225[kN/m3]。緯度為45°處的重力加速度g=9.8[m/s2],我們得到

　　wp=v2/1600(3)

　　太陽板受力面積為0.770*0.680m+0.770*0.680m

　　即：太陽板所受風(fēng)壓=（27）2\(1600*0.77*0.68*2)=0.4771305kpa≈477pa

　　所以，組件本身是完全可以承受27m/s的風(fēng)速而不至于損壞的。所以，設(shè)計(jì)中關(guān)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(shè)計(jì)中電池組件支架與燈桿的連接設(shè)計(jì)使用螺栓桿固定連接。

　?、坡窡魺魲U的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

　　路燈的參數(shù)如下：

　　電池板傾角A=25度燈桿高度=8m

　　設(shè)計(jì)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(jì)算點(diǎn)P到燈桿受到的電池板作用荷載F作用線的距離為PQ=[8000+（168+6）/tan25]×Sin25=1545mm=1.545m。所以，風(fēng)荷載在燈桿破壞面上的作用矩M=F×1.545。

　　根據(jù)27m/s的設(shè)計(jì)最大允許風(fēng)速，2×70W的雙燈頭太陽能路燈電池板的基本荷載為477N?？紤]1.3的安全系數(shù)，F(xiàn)=1.3×477=620.1N。

　　所以，M=F×1.545=949×1.545=1466N.m。

　　根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，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

　　=88.768×10－6m3

　　風(fēng)荷載在破壞面上作用矩引起的應(yīng)力=M/W

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

　　其中，215Mpa是Q235鋼的抗彎強(qiáng)度。

　　所以，設(shè)計(jì)選取的焊縫寬度滿足要求，只要焊接質(zhì)量能保證，燈桿的抗風(fēng)是沒有問題的。

　　太陽能路燈燈桿和太陽能支架加工工藝必須采用整體熱鍍鋅后采用靜電涂裝新技術(shù)，以FP專業(yè)建材涂料為主，可以滿足客戶對(duì)產(chǎn)品表面色彩及環(huán)境協(xié)調(diào)一致的要求，同時(shí)產(chǎn)品自潔性高、抗蝕性強(qiáng)，耐老化，適用于任何氣候環(huán)境。