Komercyjne oświetlenie słoneczne: przewodnik optymalizacji odporności na wiatr
Na obszarach narażonych na silne wiatry, takich jak regiony przybrzeżne lub otwarte równiny, systemy oświetlenia ulicznego muszą być zaprojektowane nie tylko pod kątem funkcjonalności, ale także większej wytrzymałości na działanie sił wiatru. W tym artykule badamy różne strategie projektowania mające na celu poprawę odporności systemów oświetlenia ulicznego na wiatr poprzez aerodynamikę, optymalizację projektu paneli fotowoltaicznych i projektowanie komponentów pomocniczych.
1. Usprawniona konstrukcja słupów oświetlenia ulicznego na energię słoneczną
Porównanie słupków cylindrycznych i prostokątnych:
Słupy cylindryczne:
Słupy cylindryczne znacznie zmniejszają opór powietrza. Dane z badań wskazują, że przy tych samych wymiarach konstrukcje cylindryczne zmniejszają współczynnik oporu powietrza o około 30% w porównaniu z konstrukcjami prostokątnymi. Jest to szczególnie korzystne w obszarach często narażonych na boczne wiatry.
Słupki prostokątne:
Jeśli wybierzesz projekt prostokątny, zaleca się zaokrąglenie krawędzi i narożników. Ta modyfikacja może zmniejszyć turbulentne skutki spowodowane separacją przepływu powietrza, pomagając złagodzić obciążenie wiatrem.
Struktura słupka stożkowego w porównaniu z prostą:
Zwężane słupki:
Stożkowe słupy o dodatkowe podstawy, które kończą się zwęża się ku górze, skutecznie rozpraszają się napór wiatru. Naprężenie w ostatniej części słupka stożkowego jest około 18% mniejsze niż w przypadku prostego słupka cylindrycznego. Typowa konstrukcja może być przeznaczona na słup o długości 5 metrów, podstawę podstawy 200 mm i długość 120 mm, ze współczynnikiem zwężenia 4:3.
Proste posty:
Proste słupki można wzmocnić wewnętrznymi spiralnymi żebrami, które poprawiają wytrzymałość bez znaczącego zwiększania wagi. To wzmocnienie może poprawić wytrzymałość słupa na zginanie o 20%, zapewniając większą stabilność.
2. Rozmieszczenie paneli słonecznych do oświetlenia komercyjnego
Regulowany kąt nachylenia paneli słonecznych:
Zmniejszenie kąta nachylenia paneli słonecznych może zminimalizować powierzchnię wystawioną na działanie wiatru. Na przykład zmiana nachylenia z 25° na 16° zmniejsza rzutowany obszar o 15%, co skutkuje zmniejszeniem obciążenia wiatrem o 21%.
W ekstremalnych warunkach atmosferycznych istnieje możliwość zastosowania systemu automatycznego poziomowania. Gdy prędkość wiatru przekracza określony próg, kąt nachylenia można ustawić na 0°, aby zminimalizować ekspozycję na wiatr.
Orientacja pionowa paneli słonecznych:
Pionowy układ paneli znacznie zmniejsza powierzchnię projektowaną, aż o 30% mniejszą niż w tradycyjnych konfiguracjach. Jednocześnie wielopanelowy układ utrzymuje optymalną wydajność wytwarzania energii.
Umiejscowienie skrzynki akumulatorowej:
Ustawienia ukryte u góry:
Umieszczenie skrzynki akumulatorowej za panelami słonecznymi eliminuje niezależny obszar rzutowania. Należy jednak zadbać o odpowiednie odprowadzenie ciepła, dodając otwory wentylacyjne i dobierając akumulatory wytrzymujące temperaturę do 70°C.
Konfiguracja zawieszona w korpusie środkowym:
Chociaż taka konfiguracja zwiększa obszar rzutowania, obniża środek ciężkości, poprawiając stabilność. Ta konstrukcja jest idealna dla obszarów, na których często występują tajfuny lub duże prędkości wiatru.
3. Optymalizacja komponentów dla słonecznych świateł parkingowych
Projekt oprawy lampy:
Opływowe, aerodynamiczne konstrukcje lamp są bardziej odporne na wiatr niż tradycyjne konstrukcje przypominające pudełka. Na przykład eliptyczna oprawa lampy w połączeniu z fakturą mikrorowków na powierzchni może zmniejszyć opór powietrza o 40%. Taka konstrukcja minimalizuje turbulentny obszar kilwateru, poprawiając ogólną wydajność w wietrznych warunkach.
4. Rozwiązania w zakresie komercyjnego oświetlenia słonecznego
Zalecany projekt dla obszarów przybrzeżnych:
Stożkowa cylindryczna latarnia:
Zapewnia optymalną odporność na wiatr dzięki aerodynamicznemu kształtowi.
Pionowy układ paneli słonecznych:
Zmniejsza powierzchnię skierowaną w stronę wiatru, zachowując jednocześnie efektywne wytwarzanie energii.
Wbudowana komora baterii:
Umieszczona w środkowej części konfiguracja ta zwiększa stabilność i zmniejsza ryzyko uszkodzenia podczas silnego wiatru.
Korzyści z tej konfiguracji:
Zmniejszony przewidywany obszar:
Optymalizując układ słupów latarni i paneli, minimalizowana jest całkowita powierzchnia skierowana w stronę wiatru, co prowadzi do lepszej wydajności przy silnym wietrze.
Minimalna strata w dziennym wytwarzaniu energii:
Pomimo zwiększonej stabilności, konstrukcja powoduje jedynie minimalne straty w wytwarzaniu energii.
Wniosek: Odporne na wiatr słoneczne oświetlenie uliczne
Dzięki połączeniu technologii optymalizacji strukturalnej i inteligentnej regulacji systemy oświetlenia ulicznego mogą znacznie poprawić odporność na wiatr bez większego wzrostu kosztów. Koncentrując się na aerodynamicznych konstrukcjach słupów, zoptymalizowanych układach modułów fotowoltaicznych i strategicznie rozmieszczonych komponentach, systemy te są nie tylko trwalsze, ale także zachowują wydajność produkcji energii, nawet w trudnych warunkach pogodowych.