Efektivní projekční plocha (EPA) pro solární pouliční osvětlení
-- Jak ji vypočítat
Efektivní projekční plocha (EPA) pro solární pouliční osvětlení: Jak ji vypočítat
Efektivní projekční plocha (EPA) je plocha, kterou vítr „vidí“ při dopadu na vaše osvětlovací zařízení. Jedná se o první údaj, který uvádíme v každé nabídce na pořízení sloupů osvětlení, protože právě hodnota EPA v kombinaci s místním designovým rychlostí větru určuje, zda sloup a jeho základna přežijí první vážnou bouři. Předpokládání tohoto údaje je častým důvodem neúspěchu levných projektů: sloup, který splňuje požadavky při rychlosti větru 90 mil/h, může být nedostatečně odolný při rychlosti větru 150 mil/h, a to aniž by to bylo na papíře viditelné. Na této stránce naleznete vzorce potřebné k výpočtu EPA, jednotlivé faktory ovlivňující tento údaj a rozsahy rychlostí větru, proti kterým navrhujeme naše produkty.
Dva potřebné vzorce
Pro pravoúhlé komponenty – solární panely, pouzdra na osvětlovací zařízení:
EPA = Délka × Šířka × tvarový koeficient
Pro válcové komponenty – samotné sloupy:
EPA = Průměr × Výška × tvarový koeficient
Koeficient tvaru zohledňuje aerodynamické vlastnosti: plochá deska zachycí více větru na jednotku plochy než kulatý sloupek. Hodnoty pocházejí z předpisů týkajících se větrného zatížení ve vašem stavebním řádu; v USA se obvykle jedná o normu ASCE 7 (standard minimálních konstrukčních zatížení Americké společnosti inženýrů). Používejte koeficienty sil uvedené v tomto stavebním řádu, nikoli pouhá zjednodušená pravidla.
Co ovlivňuje hodnoty určené EPA pro solární pouliční osvětlení?
Na výpočtech těchto hodnot hrají roli tři hlavní faktory, přičemž deska sloužící k přeměně sluneční energie je často zapomínána.
Orientace solárních panelů: Úhel náklonu a azimut panelu ovlivňují plochu, která je vystavena slunci. Panel natočený pod optimálním úhlem pro výrobu energie má větší plochu obrácenou ke větru než panel ležící rovně. Optimizace výroby energie a konstrukční efektivita směřují však protichodnými směry, a právě zde je třeba nastolit vhodnou rovnováhu.
Návrh instalačních konstrukcí: Větší kryty a dekorativní prvky zvyšují celkovou plochu, která je vystavena vlivům počasí. Okázalé, esteticky příjemné konstrukce však mohou zvýšit náklady – tyto náklady se hradí dvakrát: jednak na samotné konstrukce, jednak na sloupy, na kterých jsou instalovány.
Tvar sloupů: Zploštělý sloup má větší plochu vystavenou větru než rovný sloup stejné výšky; proto se ve komerčních instalacích častěji používají zploštělé sloupy.
U komplexních systémů („all-in-one“) je třeba zahrnout také box na baterie – u integrovaných řešení se tento box nachází na vrcholu sloupu pod panelem a i v nejhorších větrných podmínkách přispívá ke zvýšení plochy vystavené vlivům počasí.
Vliv rychlosti větru: Rychlost větru také ovlivňuje výkon solárních panelů. Vyšší rychlost větru zvyšuje odpor vzduchu, což může snížit účinnost výroby energie. Proto je důležité vybrat vhodnou lokalizaci a orientaci panelů s ohledem na místní větrné podmínky.
Komerční solární pouliční osvětlení musí být navrženo s ohledem na rychlost větru podle místních stavebních předpisů, a tyto předpisy se v různých oblastech liší. Běžná kritéria pro návrh sahají od rychlosti větru přibližně 90 mil/h (40 m/s) pro většinu vnitrozemských oblastí až po 150 mil/h (67 m/s) pro pobřežní oblasti náchylné k hurikánům. Vyšší hodnoty stanovené agenturou EPA vyžadují pevnější základy sloupů a další strukturální opory – tyto hodnoty se navzájem násobí při výpočtu požadovaných konstrukčních parametrů. Příkladem kombinace, která překračuje povolené limity, je pobřežní projekt s nadměrně velkým montážním systémem solárních panelů.
Snížení náročností na konstrukci bez snížení funkčnosti osvětlení
V případech, kdy konstrukce potřebuje posílení, existují čtyři strategie, které mohou pomoci; jejich účinnost se odvíjí od konkrétních podmínek:
- Systémy montáže aerodynamických panelů , které snižují efektivní odpor panelů větru.
- Kompaktní LED svítidla s menší plochou výstupního světla – menší pouzdra, méně dekorativních povrchů.
- Větrní deflektory umístěné na vrcholcích tyčí , které rozptylují proudění vzduchu kolem hlavní části konstrukce.
- Menší panely v kombinaci s nabíjecími kontroléry typu MPPT (Maximum Power Point Tracking) , díky čemuž celá soustava zabírá méně místa a přitom stále produkuje dostatek energie. Tuto strategii upřednostňujeme na omezených prostorách – místo zesilování konstrukcí z oceli se zaměřujeme na snížení odporu větru již na samotných panelech.
Instalace šetrné k životnímu prostředí a citlivé na tmavou oblohu často směřují ke stejným cílům: zmenšení rozměrů svítidel, využití směrového osvětlení a optiky vhodných pro prostředí s tmavou oblohou. Strukturální a environmentální požadavky se tak obvykle navzájem podporují, spíše než že by konkurovaly.
Co tato stránka nezahrnuje:
Tato stránka vysvětluje funkce organizace EPA a její vliv na projektové procesy. Není náhradou za ověření provedeného strukturálním inženýrem: u povolených projektů je nutné před založením základů ověřit hodnoty stanovené organizací EPA a předpoklady týkající se větrného zatížení v souladu s místními předpisy. Náš kalkulačka větrného zatížení provádí výpočty týkající se konstrukce sloupů a jejich spojení, zatímco naše stránka pro návrh základů poskytuje informace o významu výsledných zatížení pro samotné základy.