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太陽(yáng)能電池組件一般選用單晶硅或者多晶硅太陽(yáng)能電池組件；LED燈頭一般選用大功率LED光源；控制器一般放置在燈桿內(nèi)，具有光控、時(shí)控制、過(guò)充過(guò)放保護(hù)及反接保護(hù)，更高級(jí)的控制器更具備四季調(diào)整亮燈時(shí)間功能、半功率功能、智能充放電功能等；蓄電池一般放置于地下或者會(huì)有專門(mén)的蓄電池保溫箱，可采用閥控式鉛酸蓄電池、膠體蓄電池、鐵鋁蓄電池或者鋰電池等。太陽(yáng)能燈具全自動(dòng)工作，不需要挖溝布線，但燈桿需要裝置在預(yù)埋件（混凝土底座）上。

LED光源

發(fā)光效率高，耗電量小，使用壽命長(zhǎng)，工作溫度低。

安全可靠性強(qiáng)。

反應(yīng)速度快，單元體積小，綠色環(huán)保。

同亮度下，耗電是白熾燈的十分之一，熒光燈的三分之一，而壽命卻是白熾燈的50倍，熒光燈的20倍，是繼白熾燈、熒光燈、氣體放電燈之后的第四代照明產(chǎn)品。

單顆大功率LED的問(wèn)世，是LED應(yīng)用領(lǐng)域跨至高效率照明光源為市場(chǎng)照明的好產(chǎn)品，將是人類繼愛(ài)迪明白熾燈后最偉大的發(fā)明之一。

電池組件支架

傾角設(shè)計(jì)

為了讓太陽(yáng)能電池組件在一年四季中接收到的太陽(yáng)輻射，是選擇傾角。

關(guān)于太陽(yáng)能電池組件傾角問(wèn)題的探討，在一些學(xué)術(shù)刊物上出現(xiàn)得不少。本次路燈使用地區(qū)為河南信陽(yáng)地區(qū)，選定太陽(yáng)能電池組件支架傾角為35°。

抗風(fēng)設(shè)計(jì)

在太陽(yáng)能路燈系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)上一個(gè)需要非常重視的問(wèn)題就是抗風(fēng)設(shè)計(jì)。抗風(fēng)設(shè)計(jì)主要分為兩大塊，一為電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，二為燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)。下面按以上兩塊分別做分析。太陽(yáng)能電池組件支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)

依據(jù)電池組件廠家的技術(shù)參數(shù)資料，太陽(yáng)能電池組件可以承受的迎風(fēng)壓強(qiáng)為2700Pa。若抗風(fēng)系數(shù)選定為27m/s（相當(dāng)于十級(jí)臺(tái)風(fēng)），根據(jù)非粘性流體力學(xué)，電池組件承受的風(fēng)壓只有365Pa。所以，組件本身是完全可以承受27m/s的風(fēng)速而不至于損壞的。所以，設(shè)計(jì)中關(guān)鍵要考慮的是電池組件支架與燈桿的連接。

在本套路燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中電池組件支架與燈桿的連接設(shè)計(jì)使用螺栓桿固定連接。

路燈燈桿的抗風(fēng)設(shè)計(jì)太陽(yáng)能路燈

路燈的參數(shù)如下：

電池板傾角A = 35° 燈桿高度 = 5m

設(shè)計(jì)選取燈桿底部焊縫寬度δ = 4mm 燈桿底部外徑 = 168mm

焊縫所在面即燈桿破壞面。燈桿破壞面抵抗矩W 的計(jì)算點(diǎn)P到燈桿受到的電池板作用荷載F作用線的距離為

PQ = [5000+（168+6）/tan16°]× Sin16° = 1545mm=1.545m。所以，風(fēng)荷載在燈桿破壞面上的作用矩M = F×1.545。

根據(jù)27m/s的設(shè)計(jì)允許風(fēng)速，2×30W的雙燈頭太陽(yáng)能路燈電池板的基本荷載為730N。考慮1.3的安全系數(shù)，F(xiàn) = 1.3×730 = 949N。

所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m。

根據(jù)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，圓環(huán)形破壞面的抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）。

上式中，r是圓環(huán)內(nèi)徑，δ是圓環(huán)寬度。

破壞面抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）

=π×（3×842×4+3×84×42+43）= 88768mm3

=88.768×10－6 m3

風(fēng)荷載在破壞面上作用矩引起的應(yīng)力 = M/W

= 1466/（88.768×10－6） =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa

其中，215 Mpa是Q235鋼的抗彎強(qiáng)度。

所以，設(shè)計(jì)選取的焊縫寬度滿足要求，只要焊接質(zhì)量能保證，燈桿的抗風(fēng)是沒(méi)有問(wèn)題的。