Desain tahan angin dari tiang lampu jalan surya
Lampu jalan surya Dalam sistem lampu jalan surya, masalah struktural yang membutuhkan perhatian besar adalah desain hambatan angin. Desain hambatan angin terutama dibagi menjadi dua bagian, satu adalah desain tahan angin dari braket modul baterai, dan yang lainnya adalah desain tahan angin dari tiang lampu.
Menurut data parameter teknis dari produsen modul baterai, tekanan angin yang dapat ditahan oleh modul baterai surya adalah 2700Pa. Jika koefisien hambatan angin dipilih sebagai 27m/s (setara dengan topan kesepuluh), menurut mekanika fluida non-viskos, tekanan angin pada modul baterai hanya 365Pa. Hanya memikirkan pencahayaan, sehingga komponen itu sendiri dapat menahan kecepatan angin 27m/s tanpa mengalami kerusakan. Oleh karena itu, pertimbangan utama dalam desain adalah sambungan antara braket perakitan baterai dan tiang lampu.
Pada perancangan sistem lampu jalan, perancangan sambungan braket rakitan baterai dan tiang lampu menggunakan batang baut untuk memperbaiki sambungan.
Desain tiang lampu jalan tahan angin
Parameter lampu jalan adalah sebagai berikut:
Kemiringan panel baterai A=tinggi tiang 16o=5m
Produsen lampu jalan surya mendesain dan memilih lebar jahitan las di bagian bawah tiang=4mm, diameter luar bagian bawah tiang=168mm
Permukaan tempat las berada adalah permukaan penghancuran tiang lampu. Jarak dari titik perhitungan P momen tahanan W dari permukaan kegagalan tiang lampu ke garis kerja beban panel surya F yang diterima tiang lampu adalah
PQ = [5000+(168+6)/tan16o]× Sin16o = 1545mm=1,545m. Oleh karena itu, momen beban angin pada permukaan runtuh tiang lampu adalah M = F×1.545.
Menurut desain kecepatan angin maksimum yang diijinkan 27m/s, beban dasar panel baterai lampu jalan surya tutup ganda 2x30W adalah 730N. Mempertimbangkan faktor keamanan 1,3, F=1,3×730=949N.
Oleh karena itu, M=F×1.545=949×1.545=1466N.m.
Menurut turunan matematis, momen resistansi dari permukaan keruntuhan melingkar W = ×(3r2δ+3rδ2+δ3).
Dalam rumus di atas, r adalah diameter dalam cincin, dan adalah lebar cincin.
Momen tahanan terhadap permukaan runtuh W = ×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10－6 m3
Tegangan akibat momen beban angin pada bidang runtuh=M/W
= 1466/(88,768×10-6) =16,5×106pa =16,5 Mpa<>
Di antara mereka, 215 Mpa adalah kekuatan lentur baja Q235.
Oleh karena itu, lebar jahitan las yang dirancang dan dipilih oleh produsen lampu jalan surya memenuhi persyaratan. Selama kualitas pengelasan lampu jalan surya terintegrasi dapat dijamin, hambatan angin tiang lampu tidak masalah.
