Lý do đèn đường năng lượng mặt trời được ưa chuộng là vì năng lượng dùng để chiếu sáng đến từ năng lượng mặt trời, do đó đèn năng lượng mặt trời có đặc điểm là không tốn điện. Vậy chi tiết thiết kế của chúng là gì?đèn đường năng lượng mặt trờiSau đây là phần giới thiệu về khía cạnh này.
Chi tiết thiết kế đèn đường năng lượng mặt trời:
1) Thiết kế độ nghiêng
Để các mô-đun pin mặt trời thu được nhiều bức xạ mặt trời nhất có thể trong một năm, chúng ta cần chọn góc nghiêng tối ưu cho các mô-đun pin mặt trời.
Việc thảo luận về độ nghiêng tối ưu của các mô-đun pin mặt trời dựa trên các khu vực khác nhau.
2) Thiết kế chống gió
Trong hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời, thiết kế chống gió là một trong những vấn đề quan trọng nhất về cấu trúc. Thiết kế chống gió chủ yếu được chia thành hai phần, một là thiết kế chống gió cho giá đỡ mô-đun pin, và phần còn lại là thiết kế chống gió cho cột đèn.
(1) Thiết kế khả năng chống gió của giá đỡ mô-đun pin mặt trời
Theo dữ liệu thông số kỹ thuật của mô-đun pin,nhà sản xuấtÁp suất ngược gió mà mô-đun pin mặt trời có thể chịu được là 2700Pa. Nếu hệ số cản gió được chọn là 27m/s (tương đương với bão cấp 10), theo thủy động lực học phi nhớt, áp suất gió mà mô-đun pin phải chịu chỉ là 365Pa. Do đó, bản thân mô-đun có thể hoàn toàn chịu được tốc độ gió 27m/s mà không bị hư hại. Vì vậy, yếu tố quan trọng cần xem xét trong thiết kế là kết nối giữa giá đỡ mô-đun pin và cột đèn.
Trong thiết kế hệ thống đèn đường thông thường, mối nối giữa giá đỡ mô-đun pin và cột đèn được thiết kế để cố định và kết nối bằng bu lông.
(2) Thiết kế khả năng chống gió củacột đèn đường
Các thông số của đèn đường như sau:
Góc nghiêng của tấm pin A=15°, chiều cao cột đèn=6m
Thiết kế và lựa chọn chiều rộng mối hàn ở đáy cột đèn δ = 3,75mm, đường kính ngoài đáy cột đèn = 132mm
Bề mặt mối hàn là bề mặt bị hư hỏng của cột đèn. Khoảng cách từ điểm tính toán P của mômen kháng W trên bề mặt hư hỏng của cột đèn đến đường tác dụng của tải trọng F của tấm pin lên cột đèn là
PQ = [6000+（150+6）/tan16o] × Sin16o = 1545mm=1.845m. Do đó, mômen tác dụng của tải trọng gió lên bề mặt gãy của cột đèn M=F × 1.845.
Theo thiết kế với tốc độ gió tối đa cho phép là 27m/s, tải trọng cơ bản của tấm pin năng lượng mặt trời hai đầu 30W là 480N. Xét đến hệ số an toàn là 1,3, ta có F = 1,3 × 480 = 624N.
Do đó, M = F × 1,545 = 949 × 1,545 = 1466 N.m.
Theo phép tính toán học, mômen kháng của bề mặt phá hoại hình xuyến W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）。
Trong công thức trên, r là đường kính trong của vòng, δ là chiều rộng của vòng.
Mô men kháng của bề mặt phá hoại W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）
=π × （3 × 842 × 4+3 × 84 × 42+43）= 88768mm3
=88,768 × 10⁻⁶ m³
Ứng suất gây ra bởi mômen tác dụng của tải trọng gió lên mặt trượt = M/W
= 1466/（88,768 × 10－6） = 16,5 × 106 pa = 16,5 MPa << 215 MPa
Trong đó, 215 MPa là cường độ uốn của thép Q235.
Việc đổ móng phải tuân thủ các quy định về xây dựng đèn đường. Tuyệt đối không được tiết kiệm chi phí bằng cách sử dụng vật liệu kém chất lượng để làm móng quá nhỏ, nếu không trọng tâm của đèn đường sẽ không ổn định, dễ bị đổ và gây ra tai nạn mất an toàn.
Nếu góc nghiêng của giá đỡ năng lượng mặt trời được thiết kế quá lớn, nó sẽ làm tăng sức cản của gió. Cần thiết kế một góc nghiêng hợp lý mà không ảnh hưởng đến sức cản của gió và hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời.
Do đó, miễn là đường kính và độ dày của cột đèn và mối hàn đáp ứng các yêu cầu thiết kế, và kết cấu móng phù hợp, độ nghiêng của mô-đun năng lượng mặt trời hợp lý, thì khả năng chống gió của cột đèn sẽ không thành vấn đề.
Thời gian đăng bài: 03/02/2023
