ソーラー街路灯が人気な理由は、照明に使用されるエネルギーが太陽エネルギーから得られるため、ソーラーランプは電気料金がゼロであるという特徴があるからです。ソーラー街路灯以下は、この側面に関する序論です。
ソーラー街路灯の設計詳細：
1) 傾斜設計
太陽電池モジュールが年間を通してできるだけ多くの太陽放射を受けるためには、太陽電池モジュールの最適な傾斜角度を選択する必要があります。
太陽電池モジュールの最適な傾斜角に関する議論は、地域によって異なる。
2) 防風設計
ソーラー街路灯システムにおいて、耐風設計は構造上の最も重要な課題の一つです。耐風設計は主に2つの部分に分けられ、1つはバッテリーモジュールブラケットの耐風設計、もう1つはランプポールの耐風設計です。
（１）太陽電池モジュールブラケットの耐風設計
バッテリーモジュールの技術パラメータデータによるとメーカー太陽電池モジュールが耐えられる風上側の圧力は2700Paです。風抵抗係数を27m/s（マグニチュード10の台風に相当）とすると、非粘性流体力学によれば、バッテリーモジュールにかかる風圧はわずか365Paです。したがって、モジュール自体は27m/sの風速に損傷なく十分耐えることができます。そのため、設計において考慮すべき重要な点は、バッテリーモジュールブラケットとランプポールとの接続です。
一般的な街路灯システムの設計では、バッテリーモジュールブラケットとランプポールとの接続は、ボルトポールによって固定および接続されるように設計されている。
（２）風抵抗設計街灯柱
街路灯の仕様は以下のとおりです。
バッテリーパネルの傾斜角A=15°、ランプポールの高さ=6m
ランプポール底部の溶接幅δ = 3.75mm、ランプポール底部外径=132mmを設計および選択する。
溶接面は、ランプポールの損傷面である。ランプポールの破壊面上の抵抗モーメントWの計算点Pから、ランプポール上のバッテリーパネル作用荷重Fの作用線までの距離は
PQ = [6000+（150+6）/tan16o] × Sin16o = 1545mm = 1.845m。したがって、街灯柱の破壊面における風荷重の作用モーメントはM=F × 1.845となる。
設計上の最大許容風速27m/sに基づくと、30W二灯式ソーラー街路灯パネルの基本荷重は480Nである。安全率1.3を考慮すると、F=1.3×480=624Nとなる。
したがって、M = F × 1.545 = 949 × 1.545 = 1466N・m。
数学的導出によれば、トロイダル破壊面の抵抗モーメントW=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）である。
上記の式において、rはリングの内径、δはリングの幅である。
破壊面の抵抗モーメント W=π × （3r2 δ+ 3r δ 2+ δ 3）
=π × （3 × 842 × 4+3 × 84 × 42+43）= 88768mm3
=88.768 × 10⁻⁶ m³
破壊面に作用する風荷重の作用モーメントによって生じる応力=M/W
= 1466/（88.768 × 10⁻⁶） = 16.5 × 10⁶ Pa = 16.5 MPa << 215 MPa
ここで、215 MPaはQ235鋼の曲げ強度である。
基礎の打設は、道路照明の施工仕様に準拠しなければなりません。決して手抜きをして材料を小さくしすぎると、街路灯の重心が不安定になり、転倒して安全事故を引き起こす恐れがあります。
太陽光発電架台の傾斜角を大きく設計すると、風圧抵抗が増大する。風圧抵抗と太陽光変換効率に影響を与えない適切な角度を設計する必要がある。
したがって、街灯柱の直径と厚さ、溶接部が設計要件を満たし、基礎工事が適切で、ソーラーモジュールの傾斜が妥当であれば、街灯柱の耐風性は問題にならない。
投稿日時：2023年2月3日
