सौर स्ट्रीट लाइट्स के लिए पवन प्रतिरोध: हम इसके लिए वास्तव में कैसे डिज़ाइन करते हैं?

गोल (बेलनाकार) खंभा, वायु प्रतिरोध (ड्रैग) को कम करने का सबसे सस्ता तरीका है।

एक गोल खंभा, चौकोर खंभे की तुलना में अनुप्रस्थ वायु को बेहतर तरीके से प्रतिरोध करता है। समान व्यास के हिसाब से, बेलनाकार खंभा वायु प्रतिरोध गुणांक (ड्रैग कोएफिशिएंट) को लगभग 30% तक कम कर देता है। यदि डिज़ाइन के कारण खंभे को चौकोर आकार देना आवश्यक हो, तो कोनों को गोल करने से हवा का प्रवाह संतुलित रहता है, जिससे अशांति (टर्बुलेंट प्रवाह) कम हो जाती है। ऊँचाई के हिसाब से, शंकुाकार खंभा (जिसका आधार बड़ा होता है एवं ऊपर की ओर धीरे-धीरे संकुचित होता है) हवा का दबाव पूरे खंभे पर समान रूप से वितरित करता है। हमारे सामान्य 5 मीटर लंबे खंभे में आधार का व्यास 200 मिमी एवं ऊपरी हिस्से का व्यास 120 मिमी होता है; अर्थात् आकार में लगभग 4:3 का अनुपात होता है। ऐसे खंभे में ऊपरी हिस्से पर लगने वाला भार, सीधे खंभे की तुलना में लगभग 18% कम होता है। जहाँ खंभे को सीधा रखना आवश्यक हो, वहाँ आंतरिक सर्पिल रिब्स (spiral ribs) खंभे के मुड़ने का प्रतिरोध लगभग 20% तक बढ़ा देते हैं, बिना किसी अतिरिक्त वज़न के।

पैनल के कोण एवं लेआउट में परिवर्तन से उजागर होने वाले क्षेत्र में भी परिवर्तन आता है

पैनल आमतौर पर इकाई पर सबसे बड़ी समतल सतह होता है; इसलिए इसका कोण हवा के दबाव (विंड लोड) को निर्धारित करता है। पैनल के कोण को 25° से 16° तक कम करने से प्रक्षेपित क्षेत्र में लगभग 15% की कमी आती है, जिससे हवा का दबाव लगभग 21% तक कम हो जाता है। ऐसी जगहों पर हम पैनल को लंबवत रखते हैं, जिससे प्रक्षेपित क्षेत्र में लगभग 30% की कमी आती है, बिना उत्पादन के लेआउट में कोई परिवर्तन किए। तूफान-प्रभावित क्षेत्रों के लिए हम ऐसा ही विकल्प अपनाते हैं, जिसमें पैनल को यांत्रिक तरीके से 0° पर ले आया जाता है जैसे ही हवा का दबाव निर्धारित सीमा को पार करता है।

बैटरी एवं अन्य उपकरणों की स्थिति

बैटरी को पैनल के पीछे रखने से उसका स्वतंत्र प्रक्षेपित क्षेत्र कम हो जाता है, लेकिन इससे ताप अधिक एकत्र होता है; इसलिए हम वेंटिंग (हवा के प्रवाह को नियंत्रित करने हेतु छिद्र) का उपयोग करते हैं, एवं केवल ऐसी बैटरियों का ही उपयोग करते हैं जो 70°C तक के तापमान को सह सकें। बैटरी को शाफ्ट (पैनल के डंडे) के निचले या मध्य भाग में रखने से इकाई का केंद्र भार कम हो जाता है, जिससे इकाई स्थिर रहती है। यही विकल्प हम अक्सर तूफान-प्रभावित क्षेत्रों के लिए अपनाते हैं, हालाँकि इससे थोड़ा अधिक क्षेत्र उजागर हो जाता है। एक सरल, अंडाकार आकार वाले लैंप हेड (lamp head) में माइक्रो-ग्रोव (micro-grooves) होते हैं, जिससे हवा का प्रतिरोध लगभग 40% तक कम हो जाता है; क्योंकि इससे हवा का प्रवाह सीधा हो जाता है।

वास्तव में क्या टूटता है, एवं हम इसे कैसे रोकते हैं?

दो प्रमुख कारण हैं जिनके कारण समस्याएँ उत्पन्न होती हैं:

1. अनुनादी कंपन (Resonant Vibration): ऐसे खंभों में, जिनकी प्राकृतिक आवृत्ति विशेष ध्वनियों के साथ मेल खाती है, ध्वनियाँ लगातार उत्पन्न होती रहती हैं; यह समस्या तब दूर होती है जब वेल्डिंग या ब्रैकेट टूट जाते हैं। इसके लिए हम शाफ्ट (shaft) की आवृत्ति बदल देते हैं एवं ब्रैकेट को मजबूत कर देते हैं।
2. ढांचे का उठना (Foundation Uplift): नरम या नम जमीन पर, हवा का प्रभाव ढांचे को नीचे धकेलने की क्षमता से अधिक हो जाता है; ऐसी समस्याओं का समाधान कंक्रीट के उपयोग से किया जाता है, न कि खंभों में सुधार करके।

यह पृष्ठ क्या नहीं कवर करता है?

यह पृष्ठ केवल उन समस्याओं के बारे में जानकारी देता है जो प्रकाश-स्रोतों (luminares) के संबंध में हवा के प्रभाव से होती हैं। यह किसी विशेष स्थल के लिए हवा-भार की गणना (wind-load calculation) का विकल्प नहीं है; अपने क्षेत्र, हवा के प्रभाव एवं खंभे की ऊँचाई की जानकारी हमारे हवा-भार कैलकुलेटर में दर्ज करें। इस पृष्ठ में संरचनात्मक एवं ढांचा-संबंधी पूर्ण जानकारी भी नहीं दी गई है; ऐसी जानकारी हमारे ऑल-इन-वन सौर स्ट्रीट लाइट उत्पादों में उपलब्ध है।