太阳能路灯抗风设计
太阳能LED路灯主要技术要求内容
太阳能LED 路灯主要技术要求:(一)、5m 20 瓦太阳能路灯具体配件技术要求:1、灯杆:1.1杆高:5米。
杆壁厚:3.5mm。
端部径:75mm底部径:150 mm。
灯杆的强度和硬度符合国家有关标准,使用寿命15年以上。
1.2 法兰板采用等离子切割成形,周边光洁,无毛刺,孔位准确。
1.3 支架与主杆采用插接式,便于镀锌、喷塑、运输、安装;灯杆直线度偏差不大于全长0.1%。
1.4灯杆外热镀锌,锌层光滑、均匀、附着力高;锌层厚度^85um ,防腐寿命达30年以上;灯杆的寿命一般可达到50 年。
1.5 喷塑灯杆表面热镀锌后经表面处理后,采用纯聚酯塑粉进行喷涂,塑层厚度不小于100um ,表面光滑,不变色,无流挂,无剥落等现象,寿命达20 年以上。
1.6抗风能力大于40m/s,抗震度大于8级,抗拉强度绍45N/mm 2,保证整杆路灯在恶劣天气状况正常工作;1.7 包装:采用塑泡纸包装;2、支架2.1 采用钢管(除与主杆连接部分外)经模压成形后,拼焊而成。
2.2外表面采用热镀锌处理,锌层厚度绍5um,防腐寿命达30年以上。
2.3 喷塑支架表面热镀锌后经表面处理, 采用纯聚酯塑粉进行喷涂, 塑层厚度不小于100um , 表面光滑,不变色,无流挂,无剥落等现象,寿命达20 年以上。
2.4 支撑杆、横档为优质低碳钢材,无凹陷等明显痕迹,并与主杆一样采用热镀锌,喷塑。
2.5 包装:采用塑泡纸包装。
3、LED 灯具3.1灯具光源功率为20W,光通亮羽20LM/W,色温4000-6500K ;3.2 LED 数量:20PCS3.3 工作电压:12V ;3.4 灯具效率达到78% 以上;3.5 灯具防护等级达IP65 以上;灯具所有接缝处均采用新型硅橡胶密封圈,防止喷水、蚊虫、灰尘进入;3.6 外壳防护性能:II 级;3.7 触电防护等级:I 类;3.8 工作环境:-35 C ~60 C;3.9使用寿命初0000小时;3.10 灯具外壳设置防脱落装置且安装防浪涌保护器。
太阳能路灯抗风设计
2.3.2 抗风设计在太阳能路灯系统中,结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。
抗风设计主要分为两大块,一为电池组件支架的抗风设计,二为灯杆的抗风设计。
下面按以上两块分另U做分析。
⑴太阳能电池组件支架的抗风设计依据电池组件厂家的技术参数资料,太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。
若抗风系数选定为27m/s (相当于十级台风),电池组件承受的风压只有365Pa。
所以,组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。
所以,设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。
⑵路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下:电池板倾角A = 16o 灯杆高度=5m设计选取灯杆底部焊缝宽度 a = 4mm 灯杆底部外径=168mm如图3,焊缝所在面即灯杆破坏面。
灯杆破坏面抵抗矩W的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为PQ = [5000+ (168+6)/tan16o] x Sin16o = 1545mm =1.545m。
所以,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = FX 1.545。
根据27m/s的设计最大允许风速,2 X 30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730M考虑1.3的安全系数,F = 1.3 X 730 = 949N。
所以,M = FX 1.545 = 949X 1.545 = 1466Nm根据数学推导,圆环形破坏面的抵抗矩W = n X(3r2 a +3r 8 2+ S3)。
上式中,r是圆环内径,a 是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W = 丸X ( 3r2 a + 3r a 2+ S3)=■ X (3X842X4+3X 84 X 42+ 43) = 88768mm3=88.768 X 10- 6 m3风荷载在破坏面上作用矩引起的应力=M/W=1466/ (88.768 X 106) =16.5 x 106pa =16.5 Mpuv 215Mpa其中,215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
路灯抗风等级标准
路灯抗风等级标准为确保路灯在恶劣的天气条件下能够正常使用并减少风灾给城市带来的损失,制定路灯抗风等级标准是非常必要的。
本文将介绍一份关于路灯抗风等级标准的规范,以保障道路照明的稳定性和可靠性。
一、引言在城市化发展的过程中,道路照明设施起到不可忽视的作用。
由于地理位置和天气条件的差异,路灯在遭受高风速和强气流冲击时可能存在倾斜、折断等安全隐患。
为了解决这个问题,制定一套科学合理的路灯抗风等级标准是必不可少的。
二、标准概述1. 应用范围:本标准适用于各类城市道路照明设施的抗风能力评估和等级划分。
2. 抗风等级划分:根据照明设施的结构、高度、材料等因素,将抗风能力划分为五个等级,分别为一级至五级,五级为最高等级。
三、抗风等级的划分1. 一级:照明设施高度低于6米,可承受最大风速为12m/s,适用于小型街道和小区内的道路照明。
2. 二级:照明设施高度范围为6米至9米,可承受最大风速为16m/s,适用于一般城市道路照明。
3. 三级:照明设施高度范围为9米至12米,可承受最大风速为20m/s,适用于主干道照明。
4. 四级:照明设施高度范围为12米至15米,可承受最大风速为24m/s,适用于大型道路和广场的照明。
5. 五级:照明设施高度大于15米,可承受最大风速为30m/s,适用于高速公路和大型交通枢纽的照明。
四、抗风等级的评估方法1. 设计考虑:照明设施在设计过程中应考虑到当地的气象条件和地理情况,合理选择材料和构造,确保稳定性和抗风能力。
2. 强度测试:照明设施应按照相关标准进行强度测试,测试包括静态承载能力和动态抗震能力等。
3. 风洞实验:针对不同高度和结构的照明设施,进行风洞实验,模拟不同风速下的作用力,评估其抗风能力。
4. 数值模拟:利用计算机模拟方法,通过数值计算分析照明设施在不同风速下的抗风能力,为实际应用提供依据。
五、标准的应用和推广1. 标准的应用:各地政府和相关部门在进行道路照明设施规划和建设时,应参考本标准,保证照明设施的抗风能力符合要求。
路灯灯杆的抗风设计
在太阳能路灯系统中,抗风设计主要分为两大块,一为电池组件支架的抗风设计,二为灯杆的抗风设计。
下面按以上两块分别做分析。
⑴ 太阳能电池组件支架的抗风设计依据电池组件厂家的技术参数资料,太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2400Pa。
若抗风系数选定为27m/s (相当于十级台风),根据非粘性流体力学,电池组件承受的风压只有477Pa。
风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。
根据伯努利方程得出的风-压关系,风的动压为wp=0.5 ro v2(1)其中wp为风压[kN/m2], ro为空气密度[kg/m3], v为风速[m/s]。
由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro g,因此有ro=r/g。
在(1)中使用这一关系,得到wp=0.5r r r v2/g (2)此式为标准风压公式。
在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度r=0.01225 [kN/m3]。
纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s2, 我们得到wp=v2/1600 (3)太阳板受力面积为0.770*0.680m+0.770*0.680m即:太阳板所受风压=(27) 2(1600*0.77*0.68*2)=0.4771305kpa竝I77pa 所以,组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。
所以,设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。
⑵ 路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下:电池板倾角A =25 度灯杆高度= 8m设计选取灯杆底部焊缝宽度8 = 4mm灯杆底部外径二168mm焊缝所在面即灯杆破坏面。
灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P 到灯杆受到的电池板作用荷载F 作用线的距离为PQ = [8000+(168+6)/tan25]S in25 = 1545mm =1.545m。
所以,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M二F S.545。
路灯灯杆的抗风破坏设计计算公式
路灯灯杆得抗风破坏设计计算公式路灯得参数如下: 电池板倾角A=16°,灯杆高度=5m 设计选取灯杆底部焊缝宽度δ=4mm灯杆底部外径=168mm。
焊缝所在面即灯杆破坏面。
灯杆破坏面抵抗矩W得计算点P到灯杆受到得电池板作用荷载F作用线得距离为PQ= [50(168+6/tan16o]×Sin16o= 1545mm=1。
545m。
所以,风荷载在灯杆破坏面上得作用矩M=F×1、545。
根据27m/s得设计最大允许风速,2×30W得双灯头太阳能路灯电池板得基本荷载为730N。
考虑1。
3得安全系数,F=1.3×730=949N。
所以,M=F×1。
545=949×1。
545=1466N。
m、根据数学推导,圆环形破坏面得抵抗矩W=π×(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r就是圆环内径,δ就是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W=π×(3r2δ+3rδ2+δ3)=π×(3×842×4+3×84×42+43)=88768mm3=88、768×10-6m3风荷载在破坏面上作用矩引起得应力=M/W=1466/(88、768×10-6)=16.5×106pa=16、5Mpa<〈215Mpa其中,215Mpa就是Q235钢得抗弯强度。
所以,设计选取得焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆得抗风就是没有问题得。
灯杆材质选用上海宝钢产优质低碳钢Q235A型,钢材得硅含量不高于0、04%,经大型折弯机一次折弯成型,直线度误差不超过0、05%,灯杆得抗风能力按36.9米/秒11级以上设计,抗地震烈度为8级。
高杆灯具操作及注意事项一:高杆灯具得操作必须由两人或两人以上进行,控制柜由一人操作,其余人员注意观瞧灯盘得升降位置、二:高杆灯具得升降操作1、打开配电控制柜,将空气开关分开,切断总电源。
太阳能路灯设计方案
太阳能路灯设计方案随着社会的进步和科技的发展,太阳能路灯作为一种新型绿色能源产品,受到了越来越多人的关注和青睐。
太阳能路灯以太阳能作为能源,不仅节能环保,而且安装方便,使用寿命长,受到了广泛的应用。
本文将介绍太阳能路灯的设计方案,希望能够为大家提供一些参考和借鉴。
首先,太阳能路灯的设计需要考虑到太阳能电池板的选型和布局。
太阳能电池板是太阳能路灯的核心部件,其性能直接影响到路灯的发光效果和使用寿命。
在选型时,我们需要考虑到电池板的转换效率、耐候性和稳定性,以确保其在各种天气条件下都能正常工作。
在布局上,我们需要充分利用太阳能资源,确保太阳能电池板能够充分接收阳光,提高能量转化效率。
其次,太阳能路灯的灯具设计也至关重要。
灯具的设计需要考虑到照明范围、亮度和色温等因素,以确保太阳能路灯在夜间能够提供良好的照明效果。
同时,我们还需要考虑到灯具的防水性能和耐用性,以确保太阳能路灯能够在各种恶劣的环境下正常工作。
另外,太阳能路灯的控制系统也是设计中需要重点考虑的部分。
控制系统需要能够根据光照强度自动调节灯具的亮度,以实现节能和环保的效果。
同时,控制系统还需要考虑到防盗和远程监控等功能,以确保太阳能路灯的安全和稳定运行。
最后,太阳能路灯的安装和维护也是设计中需要考虑到的重要环节。
在安装时,我们需要考虑到路灯的布局和固定方式,以确保路灯能够稳固地安装在地面上。
在维护方面,我们需要考虑到太阳能电池板的清洁和灯具的检修,以确保太阳能路灯能够长时间稳定地工作。
总的来说,太阳能路灯的设计方案需要综合考虑到太阳能电池板、灯具、控制系统、安装和维护等多个方面的因素。
只有在这些方面都得到充分考虑和设计的情况下,太阳能路灯才能够发挥出最佳的效果,为人们的生活和工作提供更好的照明环境。
希望本文的介绍能够对大家有所帮助,也希望太阳能路灯能够在未来得到更广泛的应用和推广。
路灯抗风等级标准
路灯抗风等级标准路灯抗风等级标准1.引言路灯作为城市照明设施的重要组成部分,为行人和车辆提供照明服务。
然而,在干燥、潮湿、暴风雨等恶劣的气候条件下,路灯易受到风力的影响,出现倾斜、破损等问题,给城市的美观和安全带来威胁。
因此,确定路灯的抗风等级标准对于提高路灯的稳定性和耐久性非常重要。
2.相关标准和文献回顾在国内和国际上,关于路灯抗风等级的标准和规范已有一些研究和制定。
例如,国内的《公路照明设计规范》(GB50034-2013)和《城市照明设计标准》(CJJ35-2006)等;国际上的《灯具附件:路灯抗风性能要求》(EN 40-2)和《道路照明:抗风设计》(EN 40-5)等。
这些标准和规范主要从路灯结构、材料、抗倾斜能力、抗风压能力等方面对路灯的抗风等级进行了要求和标定。
3.抗风等级的制定原则在制定路灯抗风等级标准时,应考虑以下几个原则:3.1 安全性原则路灯是为了保障行人和车辆的行进安全而设置的,因此,路灯的抗风等级应能抵御自然环境中常见的风力,确保其不会出现倾斜、损坏等现象,以避免对行人和车辆的伤害。
3.2 经济性原则路灯的抗风等级不仅与其稳定性和耐久性有关,还与其成本有关。
因此,在制定抗风等级标准时,需要综合考虑抗风能力和成本之间的平衡。
3.3 可操作性原则抗风等级标准应具有可操作性,方便路灯设计和施工人员根据标准进行相关工作,并能对抗风等级进行检验和评估。
4.抗风等级标准的制定内容根据以上几个原则,抗风等级标准应包括以下几个方面的内容:4.1 抗倾斜能力抗倾斜能力是衡量路灯抗风能力的重要指标之一。
标准应规定路灯在各个风力等级下的最大倾斜角度,并明确相应的结构和材料要求。
4.2 抗风压能力抗风压能力是指路灯能够承受的最大风力压力。
标准应规定路灯在各个风力等级下的最大风压,并明确相应的结构和材料要求。
4.3 结构和材料要求标准应规定路灯的结构和材料要求,包括底座、支撑杆、灯杆等部件的设计和材料选择要求,以确保路灯在各个风力等级下的抗风能力。
太阳能路灯设计方案
太阳能路灯设计一、太阳能路灯的组成太阳能路灯由太阳能电池板(包括支架)、灯头、操纵箱(内有操纵器、蓄电池等)和灯杆、基础等几部份组成。
太阳能路灯一样各自成供电系统,不与常规路灯供电网络连接。
太阳能路灯系统要紧有12V与24V两种。
二、工作原理介绍太阳能路灯是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板,白天接收太阳辐射能并转化为电能输出,通过充放电操纵器贮存在蓄电池中,夜晚当照度慢慢降低至5lux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右,充放电操纵器侦测到这一电压值后动作,蓄电池对灯头放电。
蓄电池放电12小时后,充放电操纵器动作,蓄电池放电终止。
充放电操纵器的要紧作用是操纵路灯打开和关闭,同时爱惜蓄电池,延长蓄电池利用寿命。
3、系统设计一、太阳能板功率计算:l.类型太阳能电池将太阳能转换为电能。
较有效的有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池等三种。
1)单晶硅太阳能电池性能参数比较稳固.适合在阴雨天比较多、阳光相对不是很充沛的南方地域利用;2)多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价钱比单晶硅低.适合在太阳光充沛、日照好的东西部地域利用;3)非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低,适合在室外阳光不足的地域利用。
4.平均峰值日照时数 h太阳能电池输出功率Wp即是标准太阳光照条件下,欧洲委员会概念的10l标准,辐射强度1000W/m2,大气质量AM1.5,电池温度252C条件下,太阳能电池的输出功功率。
不同的时刻,不同的地址,一样一块太阳能电池的输出功率是不同的。
所谓标准条件,接近平常晴天中午前后的太阳光照条件。
5.功率计算太阳能板功率= 日耗电量× 120%×太阳能板工作电压÷日照系数÷效率系数1)日耗电量:为工作电流乘以日工作小时数2)120% :太阳能路灯组件中的线损、操纵器的损耗、及镇流器或恒流源的功耗3)效率系数: 蓄电池的充电同意效率,正常取0.74)日照系数: 按“表—1”5)太阳能板工作电压: 12V 系统为17.4V,24V 系统为36V6.案例分析计算:案例:哈尔滨市, 12V 蓄电池系统, LED 功率为24W,天天足功率亮灯5 小时,计算出太阳能板的功率。
太阳能路灯设计方案
太阳能路灯设计1、太阳能路灯的组成太阳能路灯由太阳能电池板(包括支架)、灯头、控制箱(内有控制器、蓄电池等)和灯杆、基础等几部分构成。
太阳能路灯一般各自成供电系统,不与常规路灯供电网络连接。
太阳能路灯系统主要有12V与24V两种。
2、工作原理介绍太阳能路灯是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板,白天接收太阳辐射能并转化为电能输出,经过充放电控制器储存在蓄电池中,夜晚当照度逐渐降低至5lux左右、太阳能电池板开路电压4.5V左右,充放电控制器侦测到这一电压值后动作,蓄电池对灯头放电。
蓄电池放电12小时后,充放电控制器动作,蓄电池放电结束。
充放电控制器的主要作用是控制路灯打开和关闭,同时保护蓄电池,延长蓄电池使用寿命。
3、系统设计一、太阳能板功率计算:l.类型太阳能电池将太阳能转换为电能。
较实用的有单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池等三种。
1)单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定.适合在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区使用;2)多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价格比单晶硅低.适合在太阳光充足、日照好的东西部地区使用;3)非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低,适合在室外阳光不足的地区使用。
4.平均峰值日照时数 h太阳能电池输出功率Wp即是标准太阳光照条件下,欧洲委员会定义的10l标准,辐射强度1000W/m2,大气质量AM1.5,电池温度252C条件下,太阳能电池的输出功功率。
不同的时间,不同的地点,同样一块太阳能电池的输出功率是不同的。
所谓标准条件,接近平时晴天中午前后的太阳光照条件。
5.功率计算太阳能板功率= 日耗电量× 120%×太阳能板工作电压÷日照系数÷效率系数1)日耗电量:为工作电流乘以日工作小时数2)120% :太阳能路灯组件中的线损、控制器的损耗、及镇流器或恒流源的功耗3)效率系数: 蓄电池的充电接受效率,正常取0.74)日照系数: 按“表—1”5)太阳能板工作电压: 12V 系统为17.4V,24V 系统为36V6.案例分析计算:案例:哈尔滨市, 12V 蓄电池系统, LED 功率为24W,每天足功率亮灯5 小时,计算出太阳能板的功率。
太阳能路灯技术规范设计
太阳能路灯技术规范设计一、引言太阳能路灯是一种通过太阳能电池板将太阳能转化为电能,用于照明道路和街道的照明设备。
与传统路灯相比,太阳能路灯具有环保、节能、易安装等优点。
因此,太阳能路灯的技术规范设计显得尤为重要,以确保其高效稳定地运行。
二、设计标准1.主要设计标准-国家标准《太阳能通用技术条件》GB/T9540。
2.太阳能电池板设计标准太阳能电池板的设计应满足以下要求:-选用高效率太阳能电池片,光电转换效率不低于15%;-电池板具有良好的防水、防尘和防紫外线性能;-电池板支架应采用耐腐蚀材料,并具有良好的结构强度。
3.光源设计标准-选用高效、长寿命的LED光源,颜色温度可根据道路类型和要求进行调整;-光源亮度应满足相关标准,确保道路照明的均匀性和亮度适宜性;-采用调光系统,根据夜间交通流量实时调整光照亮度,以提高能源利用效率。
4.功率设计标准-根据道路类型、道路宽度、照明要求等因素确定合适的功率规格;-太阳能电池板的输出功率应能满足光源所需的电能,并具备一定的储能功能,以应对连续多天的阴雨天气。
5.控制系统设计标准-采用光控和时间控制的方式,确保夜间能自动开启、白天能自动关闭;-采用电池过充、过放保护电路,确保电池组的寿命和安全性;-提供远程监控和故障报警系统,能及时检测和处理路灯故障。
三、设计要点1.地理条件和环境特征的考虑-根据实际地理条件,选择合适的太阳能电池板的安装角度和朝向,以最大限度地接收太阳能;-针对高温、低温、高湿度等环境特征,选用耐温、防腐蚀材料,确保路灯的稳定性和可靠性。
2.安全性和耐久性的考虑-电池组和控制器应采用防水、防尘、防雷击等设计,确保安全可靠;-所有电缆和连接件应选用防水性能良好的材料,降低故障风险;-光源和支架应具备抗风、抗腐蚀等性能,以适应各种恶劣气候条件。
3.保养和维护的考虑-设计便于维护和保养的结构,如易于拆卸和更换照明单元、电池组等部件;-设计定期巡检和维护的便捷性,如提供可远程监测和报警等功能。
灯杆基础抗风强度计算与路灯倾斜因素分析
灯杆基础抗风强度计算与路灯倾斜因素分析灯杆基础的抗风强度计算与路灯倾斜因素分析是灯杆设计中非常重要的一步,它直接关系到灯杆的稳定性和安全性。
下面将介绍灯杆基础抗风强度计算的方法和路灯倾斜因素的分析。
一、灯杆基础抗风强度计算的方法2.计算风力:根据设计风速和灯杆的高度、横截面积等参数,使用风力计算公式计算灯杆所受的风力大小。
常用的计算公式有:F=0.5*Cd*A*ρ*V^2,其中F为风力大小,Cd为阻力系数,A为灯杆横截面积,ρ为空气密度,V为风速。
3.计算倾覆力矩:根据风力的大小和灯杆的高度,通过计算转矩公式计算出灯杆的倾覆力矩。
常用的计算公式有:M=F*H,其中M为倾覆力矩,F为风力大小,H为灯杆高度。
4.判断倾覆稳定性:比较倾覆力矩和基础的抗倾覆能力,根据计算结果判断灯杆的倾斜状况。
一般情况下,倾覆力矩应小于基础抗倾覆能力,以确保灯杆的稳定性和安全性。
二、路灯倾斜因素的分析路灯倾斜是指灯杆因外力作用而发生倾斜的情况。
路灯倾斜的因素有很多,主要包括以下几点:2.灯杆高度和重心位置:灯杆的高度和重心位置都会影响灯杆的稳定性。
灯杆越高,其抗风能力越差;重心位置偏离灯杆中心线,也会导致灯杆容易倾斜。
3.灯杆基础的设计和施工质量:灯杆基础是灯杆稳定性的保证,基础的设计和施工质量直接影响灯杆的抗风能力。
如果基础设计不合理或施工质量差,灯杆容易发生倾斜。
4.灯杆材料:灯杆材料的选择也会对灯杆的稳定性产生影响。
通常情况下,采用高强度、轻质的材料可以增强灯杆的抗风能力。
综上所述,灯杆基础的抗风强度计算和路灯倾斜因素的分析对于保证灯杆的稳定性和安全性至关重要。
只有在进行严密计算和合理分析的基础上,才能设计出满足需求的灯杆基础,并确保灯杆在恶劣天气条件下不发生倾斜和倒塌。
米路灯抗风强度校对
米路灯抗风强度校对10米太阳能路灯抗风强度校核一、计算依据1.风速V=120km/h(十二级风)2.基本风压 W0=3. 整基杆风振系数取3.设计计算依据:①、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001②、《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002③、《钢结构设计规范》GB50017-2003④、《高耸结构设计规范》GBJ135-90二、设计条件⑴.基本数据:170W硅铁模块距地面高度10m,面积1.34m2 ,每块重量45kg,220W硅铁模块距地面高度7m,面积1.74m2 ,每块重量30kg,灯杆截面为圆形,灯杆上口径直径d为120mm,底部下口径直径D为260mm,厚度δ=5mm。
法兰厚度为20mm,直径500mm。
材料为Q235钢,屈服强度为f屈=240N/mm2,灯杆高度为10m,路灯含模块灯头总重为380kg。
二、灯柱强度计算1.风载荷系数W K=βz·μs·μz·u r·W0式中:W K—风荷载标准值(KN/m2);βz—高度z处的风振系数;μs—风荷载体型系数;μz—风压高度变化系数;μr—高耸结构重现期调整系数,对重要的高耸结构取。
⑴.太阳能板:高度为10m和7m,风压高度变化系数μz取,风荷载体型系数μs =μr=整基杆风振系数βz取灯盘风载荷系数W K1=βz·μs·μz·ur·W0=××××=m2⑵.灯杆:简化为均布荷载风压高度变化系数μz取风荷载体型系数μs =μr=整基杆风振系数βz取灯杆风载荷系数W K2=βz·μs·μz·ur·W0=××××=m22.太阳能板及灯杆迎风面积S太阳能板1=+×Sin22°=㎡S太阳能板2=×Sin22°=㎡S灯杆=+×10/2=㎡3.内力计算弯矩设计值:M=M灯盘+M灯杆M=γQ×WK1×S太阳能板×10m+γQ×WK2×S灯杆×5m =×××10+×××7+×××5M= kN·m最大剪力V=γQ×WK1×S太阳能板+γQ×WK2×S灯杆=式中γQ---载荷组合系数4.灯柱根部应力灯柱根部最大应力应小于灯柱材料的许应力即ξmax=M/W+P/ψA +2V/A式中M/W—弯曲应力P/ψA—轴向应力 2V/A—剪应力由前面计算出灯柱总弯矩为M=·mW—抗弯截面系数 W=I/yI为截面惯性矩 y为应力点到中性轴的距离截面惯性矩I=∏(D4-d4)/64d------灯柱根部内径D------灯柱根部外径I=×[(260mm)4-(250mm)4]/64=×108mm4弯曲应力бmax=M×y/I=×106 N·mm×130mm/×108mm4 = mm2=轴向应力---P/ψAP—轴向负荷 P=路灯总重=380kgψ—稳定系数A—灯杆根部截面积。
11m路灯灯杆抗风、抗挠强度计算
11m 路灯灯杆抗风、抗挠技术1、已知条件最大风速 Vm=36m/s (P 风压:ω0=m 2)材料 材质符合GB700-88(A3)许用应力[σ]=210Mpa(《钢结构设计规范》)[QB50017-2003]弹性模量:E=×1011N/M 2(《机械设计手册》)灯管外形为选用A3钢板卷制焊接,梢径ф1=900mm,根径Φ2=200mm ,壁厚分别为4mm.灯体自重15kg ,杆重180kg(不包括底法兰)2、迎风面积S 灯体=S 灯杆=8×(+)×=3、结构自振周期I= ⨯64πA=⨯4π T1=×)236.0(3AH m EI H ρ+ =T1>采用风振系数来考虑,风压脉动的影响。
4、风振系数βz基本风压 ω0T 12= × = m 2∴脉动增大系数 ξ =风压脉动和风压高度变化的影响系数ε1 =振型、结构外形影响系数 ε2=∴β =1+ξ ·ε1•ε2=5、顶端灯具大风时的风荷载: (u τ 取)F1=βzUsUzU τ灯体S ⋅0ω=×××××=6、灯杆大风的风荷载:F2=βzUsUzU τ杆S ⋅0ω=×××××1=7、灯杆距底法兰处所受的最大弯矩:M 总=×8+×4=·m8 、灯杆底端(危险截面即筋板上部开孔处的截面) 风压弯曲应力 σb σb = S M 总 =34417.0)162.017.0(098.004.8mmKN -⨯⋅ =87MPaσb <[ σb ]=210Mpa结论:结构设计是满足国家相关设计规程的要求是安全的。
太阳能光伏路灯灯杆的抗风设计
太阳能光伏路灯灯杆的抗风设计在进行太阳能光伏路灯灯杆的抗风设计时,通常需要考虑以下几个方面:1.结构设计:太阳能光伏路灯灯杆的结构设计必须充分考虑到其在强风条件下的受力情况。
首先,灯杆必须具备足够的刚度和强度,能够分散风力对它的影响。
其次,灯杆应该尽量减少风阻,例如采用空气动力学设计原理,使得空气在流过灯杆时能够更加顺畅地通过,减少阻力的作用。
2.地基设计:太阳能光伏路灯灯杆的地基设计同样重要。
地基的深度、尺寸和材料的选择等都会影响灯杆的抗风能力。
一般来说,地基的深度应该足够深以确保灯杆的稳定性,而且地基的底部应该能够承受风力产生的压力,以避免灯杆的倾斜或倒塌。
3.材料选择:太阳能光伏路灯灯杆的材料选择也是抗风设计的一个重要因素。
常见的灯杆材料有铝合金、钢材和玻璃钢等。
其中,铝合金具有优良的抗腐蚀性,重量轻,容易加工成型,但其强度相对较低;钢材具有较高的强度和稳定性,但容易生锈;而玻璃钢具有优异的强度和耐腐蚀性,但成本较高。
根据实际情况选择合适的材料,可以提高灯杆的抗风能力。
4.风洞试验:为了更准确地评估太阳能光伏路灯灯杆的抗风性能,可以进行风洞试验。
风洞试验能够模拟真实的强风环境,通过对灯杆的试验和观察,得出它在不同风速下的受力情况和响应。
根据试验结果可以进一步优化太阳能光伏路灯的设计。
总结起来,太阳能光伏路灯灯杆的抗风设计需要充分考虑结构设计、地基设计、材料选择和风洞试验等因素。
通过合理的设计和选择,可以提高灯杆的抗风能力,确保太阳能光伏路灯的稳定运行和延长使用寿命。
谈某市道路太阳能路灯的设计方案
谈某市道路太阳能路灯的设计方案摘要:太阳能在能源进一步紧张的现在,将有着极其广阔的市场空间。
本文笔者根据多年的工作经验,针对工程实例中的道路太阳能路灯设计过程,阐述太阳能路灯设计的有关细节,具有一定的技术参考价值。
关键词:道路;太阳能路灯;设计;实例1.引言无论未来,还是现在,太阳能都具有极其广阔的市场空间。
而随着能源的进一步紧张,太阳能的应用相对更加环保且可有效实现可持续发展的国情需要。
其巨大的、清洁的、高校的特点,注定了太阳能不断被人们重视和利用。
加上这些年政府不断的扶持和鼓励,我们国家的太阳能应用也越来越普遍。
而太阳能的应用,比较常见的是太阳能照明。
太阳能照明本质上是一个光电转换系统,其通过硅晶片接受太阳光线后转变成电能,然后储存在蓄电池中,再由光感开关进行控制,当天黑时能够自动点亮,天亮时又自动熄灭。
使用太阳能道路照明,可实现道路交通照明的自动化管理,并保证能源的清洁无污染。
虽然硅晶片的价格相对较为昂贵,照明成本比普通用电照明更高。
工程越大,其投资成本就会越大,但使用时间长久后,太阳能照明的效益将越来越明显。
2.太阳能路灯的优势(1)节能、洁净。
利用太阳能光伏发电系统供电,利用太阳能电池板将太阳光能量转化为电能,又转化为光能照明,即节能优势清洁的能源系统。
利用太阳能路灯照明,比一般路灯约节省5-6倍电量,大量使用可有效节约国家电能,从而真正实现无能耗、环保、高科技照明[1]。
(2)安全:钠灯,汞灯等高压放电,一点漏电,就可危害人及动物的生命安全。
而太阳能路灯,其内芯为半导体材料,低压供电。
即使接触灯芯上的电源也毫无电感,根本无危险隐患。
另外钠灯发光时表面温度很高,容易引发火灾,且会对人类有辐射危害,其内置的纳气又是有毒气体。
而太阳能路灯的表面温度只有40℃,真正做到无毒无害的“绿色照明”。
(3)寿命长,且美观。
太阳能路灯的设计寿命一般为普通路灯的5倍左右,5年内的光衰只有不到10%,维护成本比钠灯低很多倍。
8米路灯杆抗风强度计算校核算
8米路灯杆抗风强度计算校核算8米灯杆强度计算A、已知条件:1、风速:U=36.9m/s约12级台风3、灯杆材质:Q2354、屈服强度:[σ]=235MPa Pa=N/m25、弹性模量:E=210GPa6、H =8000mm d =70mm D =160mm T =3mmB、风压:P = U2/1.6=851.01N/m2C、迎风面积:S塔杆=(d+D)*H/2=0.92m2S挑臂=60×1500×1=0.09m2S灯具=300×1000×1=0.30m2S太阳能板=1200×540×0=0.00m2×sin35°=0.00m2 S风叶=300×1200×0=0.00m2=(2d+D)*H/3(d+D)= 3.48mHx风压对整根灯杆的扭矩,随着高度不同,而不同,所以我们采用近似计算:相当于风压全部作用在灯杆重心处的扭矩。
需要出强度计算的请联系:135********,Q:715849722、风压对路灯各部份的扭矩:M塔杆=P×S塔杆×Hx=2723.2N·mM挑臂=P×S挑臂×H=612.7N·mM灯具=P×S灯具×H=2042.4N·mM太阳能板=P×S太阳能板×H=0.0N·mM风叶=P×S风叶×H=0.0N·mM总=M灯杆+M灯具+M挑臂=5378.4N·m3、灯杆根部的截面抵抗矩:W=π*(D OD4-D ID4)/32D= 5.70E-05m34、灯杆根部实际理论扭矩允许值:[M]=W*[σ]=13397.3N·m5、因此:[M] > M total 2.5灯杆强度是安全的。
E、挠度核算:1、圆锥杆,相当于直杆近似计算:D e=(d+D)/2=115.0mm2、截面惯性矩:I=π*(D eOD4-d eID4)/64= 1.66E+06mm43、重心处荷载:Q=M total/H x=1546.28 N4、风压对路灯产生的挠度:f max=QH x3/3EI=62.4mm5、灯杆实际理论的挠度允许值:[f max]=H/40=200.0mm6、因此:[f max] > f max 3.2灯杆挠度是安全的。
太阳能路灯的设计实例与配置选型
太阳能路灯的设计实例与配置选型一、任务导入太阳能是最环保的能源,利用太阳能来照明将是低碳生活的发展趋势。
地球资源的日益贫乏,基础能源的投资成本日益攀高,各种安全和污染隐患可谓无处不在,太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。
随着太阳能与电池转换效率和生产技术的不断提高,太阳能发电的应用越来越广泛,在照明领域,太阳能路灯作为节能环保系统在国内大规模的使用,该照明系统具有不需挖沟埋线、不需要输变电设备、不消耗市电、安装任意、维护费用低、低压无触电危险、使用的是洁净可再生能源,是真正的环保节能高科技产品,它代表着未来城市道路照明的发展方向,具有广泛的推广利用价值。
如图2-35所示。
图2-35 太阳能路灯二、相关知识学习情境1太阳能道路照明系统(一)太阳能路灯简介太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给灯源供电使用,无需复杂昂贵的管线铺设,可任意调整灯具的布局,安全节能无污染,无需人工操作工作稳定可靠,节省电费免维护。
太阳能路灯系统工作原理简单,就是利用光生伏特效应原理制成的太阳能电池板,在白天电池板接收太阳辐射能并将其转化为电能,经过充放电控制器储存在蓄电池中,夜晚当照度逐渐降低至设定值时,向日葵阳光太阳能电池板开路电压4.5V左右,充放电控制器自动检测到这一电压值后发出制动指令,蓄电池开始对灯头放电。
蓄电池放电8.5小时后,充放电控制器发出制动指令,蓄电池放电结束。
太阳能路灯工作原理说明:白天太阳能路灯在智能控制器的控制下,太阳能电池板经过太阳光的照射,吸收太阳能光并转换成电能,白天太阳电池组件向蓄电池组充电,晚上蓄电池组提供电力给光源供电,实现照明功能。
直流控制器能确保蓄电池组不因过充或过放而被损坏,同时具备光控、时控、温度补偿及防雷、反极性保护等功能。
如图2-36所示。
图2-36 太阳能路灯构造图太阳能路灯系统是由太阳能电池组件、光源、太阳能控制器、蓄电池(包括蓄电池保温箱)和灯杆等几部分构成。
农村太阳能路灯设计方案
农村太阳能路灯设计方案近年来,随着农村经济的发展和乡村建设的推进,农村夜间照明需求逐渐增加。
然而,由于农村电力资源紧缺、安装成本高、供电不稳定等问题,传统路灯无法满足农村的实际需求。
在这样的背景下,太阳能路灯成为一个理想的选择。
本文将介绍一种适用于农村的太阳能路灯设计方案。
一、方案介绍该方案采用了太阳能光伏发电技术,利用太阳能板将阳光转化为电能,并储存在电池中,以便在夜间供电给路灯照明。
主要的设计特点包括:高效太阳能光伏发电系统、高容量储电池组以及智能控制系统。
二、太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电系统是整个太阳能路灯的核心部分,其设计应充分考虑太阳能的利用效率和电能的储存效果。
建议采用高效的光伏发电板,如单晶硅或多晶硅材料,以提高太阳能电池的转化效率。
此外,可以采用可调节角度的太阳能板支架,以便根据不同季节和地理位置来调整太阳能板的倾斜角度,使其能接收到更多的太阳能。
三、高容量储电池组高容量储电池组是太阳能光伏发电系统的关键部分,它能够将白天通过太阳能板充电储存的电能在夜间供给路灯照明。
建议采用长寿命、高放电效率的锂电池或铅酸电池。
为了延长电池组的寿命和提高储电效果,可以采用智能电池管理系统,实现对电池的多种保护功能,如过充、过放、过流、短路等保护。
四、智能控制系统智能控制系统是为了提高太阳能路灯的智能化管理和节能效果而设计的。
它能够根据太阳能和电池的状态,智能控制灯具的亮度和工作时间,从而实现最佳的能源利用效果。
建议采用微处理器控制系统和传感器,通过实时监测周围环境的亮度和动态变化,自动调节路灯的亮度和工作时间。
五、安全性和可靠性在农村地区,太阳能路灯的安全性和可靠性尤为重要。
建议采用具有防护性能的路灯外壳和支架,以防止外界物体对路灯的损害。
此外,在设计中应考虑到太阳能路灯的抗风性能和防雷电性能,以应对不同的自然条件。
六、经济性和环保性太阳能路灯的经济性和环保性是农村选择太阳能路灯的主要原因。
10米太阳能LED路灯灯杆强度计算说明书
太阳能LED路灯灯杆强度计算说明书10米灯杆光伏板功率:130Wp*2光伏板尺寸:1650*550mm1、整灯抗风计算风压(Wp):Wp=0.5*Ρ*V²Ρ:为空气密度[kg/m3] v:为风速[m/s]空气密度Ρ==r/g r:重度(标准状态r=0.01225 [kN/m3]) g:重力加速度9.8[m/s2]即:将Ρ带入Wp=0.5*Ρ*V²公式中,得wp=0.5·r·v2/g将r、g带入公式wp=0.5·r·v2/g,得Wp= v2/1600[kN/m²]1、要求抗风等级12级根据以上公式:Wp=v²/160012级风速:32.7~36.9m/s代入公式(选择最大),得:Wp= 36.9²/1600=0.851[kN/m²]根据太阳能路灯灯杆截面积:(a+b)*H/2a=0.136m b=0.28m10米灯杆截面积及光伏板面积为:S总=(0.136+0.28)*10/2+1.65*0.55*2=3.895m²S 光伏板=1.65*0.55*2=1.815m²力臂长度:10米依据力学中的杠杆公式,此时固定螺钉所承受的弯矩为:M=0.851*3.895*10=33.2n.m根据设计:螺栓使用M24高强度螺栓,六个螺栓固定。
螺栓扭矩力大于需要的承受力,因此根据数据表明,该抗风设计完全符合设计要求。
螺栓扭矩力:参考以下表格或GB/T 3098.13-1996高强度螺栓施工扭矩值参考表系数值即可得施工终拧扭矩钢结构用大六角高强度螺栓连接副的施工扭矩是根据实测的扭矩系数进行计算而得的,即为了满足规范中所规定的预拉力值要求,根据试验所获得的真实的扭矩系数用GB50205-2001附录中的计算公式计算而得。
详见《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)第65页“附录B 紧固件连接工程检验项目”中的第B.0.3条规定。
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2.3.2 抗风设计
在太阳能路灯系统中,结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。
抗风设计主要分为两大块,一为电池组件支架的抗风设计,二为灯杆的抗风设计。
下面按以上两块分别做分析。
⑴太阳能电池组件支架的抗风设计
依据电池组件厂家的技术参数资料,太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。
若抗风系数选定为27m/s(相当于十级台风),电池组件承受的风压只有365Pa。
所以,组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。
所以,设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。
⑵路灯灯杆的抗风设计
路灯的参数如下:
电池板倾角A = 16o 灯杆高度= 5m
设计选取灯杆底部焊缝宽度δ= 4mm 灯杆底部外径= 168mm
如图3,焊缝所在面即灯杆破坏面。
灯杆破坏面抵抗矩W 的计
算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为
PQ = [5000+(168+6)
/tan16o]×Sin16o = 1545mm =1.545m。
所以,风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。
根据27m/s的设计最大允许风速,2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。
考虑1.3的安全系数,
F = 1.3×730= 949N。
所以,M = F×1.545= 949×1.545= 1466N.m。
根据数学推导,圆环形破坏面的抵抗矩W = π×
(3r2δ+3rδ2+δ3)。
上式中,r是圆环内径,δ是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W = π×(3r2δ+3rδ2+δ3)
=π×(3×842×4+
3×84×42+43)= 88768mm3
=88.768×10-6 m3
风荷载在破坏面上作用矩引起的应力= M/W
= 1466/(88.768×10-
6)=16.5×106pa=16.5 Mpa<<215Mpa
其中,215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
所以,设计选取的焊缝宽度满足要求,只要焊接质量能保证,灯杆的抗风是没有问题的。