Effektiv projicerad yta (EPA) för solcellsljusstolpar
-- Hur man beräknar den
Effektiv projicerad yta (EPA) för solcellsljusstolpar: Hur man beräknar den
Effektiv projicerad yta (EPA) är den yta som vinden “ser” när den träffar din ljusanordning. Det är det första talet som anges i varje beställning av ljusstolpar, eftersom EPA tillsammans med den lokala designvindhastigheten avgör om stolpen och grunden klarar den första allvarliga stormen. Att gissa värdet på EPA är ofta orsaken till att billiga projekt misslyckas: En stolpe som uppfyller kraven vid en vindhastighet på 90 mph kan vara underdimensionerad vid en vindhastighet på 150 mph – utan någon synlig skillnad på papperet. Denna sida ger formelerna, de faktorer som används för att beräkna EPA, samt de vindhastighetsintervall som vi utformar för.
De två formelerna du behöver
För rektangulära komponenter (t.ex. solcellpaneler, fästningar):
EPA = Längd × Bredd × formfaktor
För cylindriska komponenter (t.ex. själva stolpen):
EPA = Diameter × Höjd × formfaktor
Formkoefficienten beräknar aerodynamiska effekter: En platt panel fångar mer vind per yteenhet än en rund stolpe. Värdena härrör från kraven på vindbelastning i din byggnadsreglering; i USA är det vanligtvis ASCE 7 (det amerikanska ingenjörsförbundets standard för minimikonstruktionsbelastningar). Använd reglernas kraftkoefficienter, inte några grova uppskattningar.
Vad påverkar värdena för solcellslampor enligt EPA?
Tre faktorer styr dessa värden, och panelen är den delen som ofta förbises:
Solpanelers orientering. Vinkeln på panelens lutning samt dess azimut påverkar den yta som exponeras för solskenet. En panel som är lutad för optimal energiproduktion visar en större yta mot vinden jämfört med en panel som ligger platt – energioptimering och konstruktionsekonomi drar i motsatta riktningar, och det är här man måste balansera dessa faktorer.
Fiksturdesign. Större höljekonstruktioner samt dekorativa elementer ökar den yta som exponeras för solskenet. Slångsakiga fiksturer som ser bra ut i bilder kostar dig dubbelt: en gång i själva fiksturen och en gång i stolpen.
Stolpens form. En spetsig stolp exponerar mindre yta mot vinden jämfört med en rak stolp av liknande höjd, vilket är anledningen till att spetsiga stolpar dominerar i kommersiella installationer.
För en “all-in-one”-lösning bör även batteriboxen inkluderas i beräkningarna – i integrerade system placeras batteriboxen högst upp på stolpen, under solpanelen, och bidrar även den med sin egen yta som exponeras för solskenet, även vid de värsta vindvinklarna.
Vindhastighetsaspekten
Vindhastighet spelar också en viktig roll för energiproduktionen. Högre vindhastigheter kan minska effektiviteten på solpaneler, särskilt vid vissa vinklar. Därför är det viktigt att välja solpaneler och stolpar som är anpassade till de lokala väderförhållandena.
Kommersiella solcellslampor för gator måste utformas enligt vindhastigheter som anges i lokala byggnadsregler, och dessa regler varierar mycket beroende på området. Vanliga designkrav gäller vindhastigheter från cirka 90 mph (40 m/s) för de flesta inlandsområden upp till 150 mph (67 m/s) för kustområden som är mottagliga för orkaner. Högre vindhastighetsvärden kräver starkare stolpgrunder och strukturella stödmedel – dessa krav beror på varandra. Ett kustprojekt med överdimensionerade panelmonteringar utgör ett klassiskt exempel på en kombination som överstiger tillåtna gränser.
Att minska vistelsekostnader (EPA) utan att försämra funktionen
När konstruktionen behöver förbättringar fungerar fyra strategier, i ungefär denna ordning av effektivitet:
- Aerodynamiska panelmonteringssystem som minskar panelens effektiva vindmotstånd.
- Kompakta LED-lampor med mindre yta – mindre hölje, färre dekorativa ytor.
3 Vindavvikelare på topparna av stolpar för att avbryta vindflödet runt huvuddelen av installationen. 4 Mindre paneler i kombination med MPPT-chargekontrollerer (Maximum Power Point Tracking) , så att panelarrangemanget upptar mindre plats samtidigt som det fortfarande samlar in tillräckligt med energi. Detta är den strategi vi föredrar på begränsade platser: den tar itu med problemen direkt vid källan istället för att behöva förstärka stålkonstruktionerna senare.
Installationer som är vänliga till vilda djur och som respekterar mörk himmel tenderar ofta att följa samma riktning – minskade lampstorlekar, riktad belysning, diskreta panelmonteringar samt optik som passar till mörk himmel. Därför stärker de strukturella och miljömässiga kraven oftast varandra istället för att konkurrera.
Vad denna sida inte täcker:
Denna sida förklarar vad EPA (Environmental Protection Agency) är och vilka data som används av EPA. Den kan inte ersätta en granskning av en strukturingenjör: För tillåtna projekt bör EPA-värdena och antaganden om vindbelastning kontrolleras mot lokala regler innan grunden läggs. Vår vindbelastningskalkylator beräknar belastningarna för stolpen och andra delar av konstruktionen, och vår sidan för grunddesign förklarar vad dessa belastningar innebär för grunden.