Napelemes utcai villanyoszlop szélálló kialakítása
Napelemes utcai világítás A napelemes közvilágítási rendszerben nagy figyelmet igénylő szerkezeti kérdés a szélellenállás kialakítása. A szélellenállás kialakítása főként két részre oszlik, az egyik az akkumulátor modul konzoljának szélálló kialakítása, a másik a villanyoszlop szélálló kialakítása.
Az akkumulátormodul gyártó műszaki paraméteradatai szerint a napelem modul által elviselhető szélirányú nyomás 2700Pa. Ha a szélellenállási együtthatót 27 m/s-ra választjuk (ami egy tizedik tájfunnak felel meg), a nem viszkózus folyadékmechanika szerint a szélnyomás az akkumulátormodulon csak 365 Pa. Csak a világításra gondolok, így maga az alkatrész is képes ellenállni a 27 m/s-os szélsebességnek anélkül, hogy megsérülne. Ezért a tervezésnél a legfontosabb szempont az akkumulátor szerelvénytartó és a villanyoszlop közötti kapcsolat.
A közvilágítási rendszer kialakításánál az akkumulátor szerelvénytartó és a villanyoszlop csatlakozási kialakítása csavarrúddal rögzíti a csatlakozást.
Az utcai lámpaoszlop szélálló kialakítása
Az utcai lámpák paraméterei a következők:
Az akkumulátorpanel dőlésszöge A=16o pólusmagasság=5m
A napelemes utcai lámpák gyártói megtervezik és kiválasztják a hegesztési varrat szélességét az oszlop alján δ=4 mm, az oszlop aljának külső átmérője=168 mm
A felület, ahol a hegesztés található, a villanyoszlop roncsolási felülete. A lámpaoszlop tönkremeneteli felületének W ellenállási nyomatékának P számítási pontja és a lámpaoszlop által fogadott F napelem terhelés hatásvonala közötti távolság:
PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1,545m. Ezért a szélterhelés nyomatéka a villanyoszlop tönkremeneteli felületén M = F×1,545.
A 27 m/s-os maximálisan megengedhető szélsebesség szerint a 2×30 W-os duplasapkás napelemes utcai lámpa akkumulátorpanel alapterhelése 730 N. Az 1,3-as biztonsági tényezőt figyelembe véve F=1,3×730=949N.
Ezért M=F × 1,545=949 × 1,545=1466 N.m.
A matematikai levezetés szerint a kör alakú tönkremeneteli felület ellenállási nyomatéka W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3).
A fenti képletben r a gyűrű belső átmérője, δ pedig a gyűrű szélessége.
A meghibásodási felület ellenállási nyomatéka W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768 mm3
=88.768×10－6 m3
A szélterhelés nyomatéka okozta feszültség a tönkremeneteli felületen=M/W
= 1466/(88,768×10-6) =16,5×106pa =16,5 Mpa<215>
Közülük 215 Mpa a Q235 acél hajlítószilárdsága.
Ezért a napelemes utcai lámpa gyártója által tervezett és kiválasztott hegesztési varrat szélessége megfelel a követelményeknek. Amíg a beépített napelemes utcai lámpa hegesztési minősége garantált, addig a villanyoszlop szélállósága nem okoz gondot.
