太陽能路燈燈桿抗風強度怎么計算

　　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，在風大的地方裝太陽能路燈要考慮到太陽能路燈燈桿的抗風強度，抗風設計主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風設計，二為燈桿的抗風設計。下面益新電氣小編帶大家按以上兩塊分別做分析。

　?、盘柲茈姵亟M件支架的抗風設計

　　依據電池組件廠家的技術參數資料，太陽能電池組件可以承受的迎風壓強為2400Pa。若抗風系數選定為27m/s（相當于十級臺風），根據非粘性流體力學，電池組件承受的風壓只有477Pa。

　　風壓就是垂直于氣流方向的平面所受到的風的壓力。根據伯努利方程得出的風－壓關系，風的動壓為

　　wp=0.5·ro·v2(1)

　　其中wp為風壓[kN/m2]，ro為空氣密度[kg/m3]，v為風速[m/s]。

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

　　wp=0.5·r·v2/g(2)

　　此式為標準風壓公式。在標準狀態(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的風速而不至于損壞的。所以，設計中關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)的設計中電池組件支架與燈桿的連接設計使用螺栓桿固定連接。

　?、坡窡魺魲U的抗風設計

　　路燈的參數如下：

　　電池板傾角A=25度燈桿高度=8m

　　設計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的計算點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，風荷載在燈桿破壞面上的作用矩M=F×1.545。

　　根據27m/s的設計最大允許風速，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，F=1.3×477=620.1N。

　　所以，M=F×1.545=949×1.545=1466N.m。

　　根據數學推導，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

　　風荷載在破壞面上作用矩引起的應力=M/W

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

　　其中，215Mpa是Q235鋼的抗彎強度。

　　所以，設計選取的焊縫寬度滿足要求，只要焊接質量能保證，燈桿的抗風是沒有問題的。

　　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，以FP專業(yè)建材涂料為主，可以滿足客戶對產品表面色彩及環(huán)境協(xié)調一致的要求，同時產品自潔性高、抗蝕性強，耐老化，適用于任何氣候環(huán)境。