Odolnost proti větru u solárních pouličních lamp: Jak na to skutečně navrhujeme

Stručná odpověď: Vítr samotný solární lampu nezničí tím, že by ji srazil; spíše způsobí její poškození rezonančními vibracemi nebo tím, že zvedne její základnu. Oba tyto faktory jsou již zohledněny ještě před tím, než je sloup zhotoven. Tvarová rozhodnutí snižují plochu lampy, která je vystavena vlivu větru, a také koeficient odporu vzduchu natolik, že umístění lampy v pobřežní oblasti nebo v zóně tajfunů se stává běžnou standardní variantou, nikoli výjimečným požadavkem. Čísla pocházejí z našeho vlastního návrhového systému; považujte je za orientační hodnoty, na základě kterých následně provádíme výpočty pro konkrétní místo instalace pomocí našeho kalkulátoru.

Tvar tyče je ten nejlevnější „náklad“, který můžete kdy odstranit… Kulatá (cylindrická) tyč lépe odolává bočnímu větru než čtvercová: při stejném průměru snižuje cylindrický tvar koeficient odporu vzduchu o přibližně 30% ve srovnání s obdélníkovým tvarem. Pokud specifikace vyžadují použití čtvercové tyče, zaoblení jejích hranic zmírňuje vznik turbulentních proudění, která způsobují zvýšený odpor vzduchu. Co se týká výšky tyče, kuželový tvar (s velkým základem, který se zužuje směrem k vrcholu) rovnoměrně rozděluje tlak vzduchu podél jejího těla. Naše typická 5-metrová tyč má základ o průměru 200 mm a vrchol o průměru 120 mm – to znamená zúžení těla tyče ve poměru 4:3. Napětí výsledného ohýbání vrcholu této tyče je přibližně o 18% nižší než u stejné tyče, která by byla rovná. Tam, kde je nutné použít rovnou tyč, vnitřní spirálové žebrování zvyšuje odolnost proti ohýbání o přibližně 20%, aniž by to významně zvýšilo hmotnost tyče.

Změna úhlu náklonu panelu a uspořádání snižují plochu vystavenou vlivům počasí Panel je obvykle největším plochým povrchem jednotky, a proto právě jeho úhel určuje většinu větrného zatížení. Snížením úhlu náklonu z 25° na 16° se plocha vystavená vlivům počasí zmenší přibližně o 15%, což zároveň snižuje i větrné zatížení o 21%. Na místech s intenzivním vlivem počasí používáme panely ve svislé poloze – tím se plocha vystavená vlivům počasí snižuje až o 30%, přičemž uspořádání jednotky zůstává beze změn. Pro projekty v oblastech ohrožených hurikány používáme mechanické systémy, které automaticky nastaví úhel panelu na 0°, jakmile je dosažen určitý prah větrné síly.

Umístění baterie a dalších komponent Umístění baterie za panelem sice snižuje její samostatnou plochu vystavenou vlivům počasí, ale zároveň zvyšuje tepelné zatížení. Proto jsme baterie vybavili odvětrávacími otvory a používáme typy baterií odolné teplotám až do 70 °C. Umístění baterie níže v těle jednotky snižuje těžiště a zvyšuje stabilitu celé jednotky – toto řešení je naším standardem pro oblasti častých tajfunů, i když to mírně snižuje plochu vystavenou vlivům počasí. Efektivně tvarovaná, eliptická konstrukce lampy s mikrodrážkami na povrchu snižuje odpor vzduchu o přibližně 40% ve srovnání s klasickými, hranatými konstrukcemi, a to díky menšímu „vzduchovému odporu“ vznikajícímu při chodu jednotky.