太阳能路灯( 二 ) _太阳能路灯的工作原理

2）抗风设计
在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。
⑴太阳能电池组件支架的抗风设计
依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa 。若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），根据非粘性流体力学，电池组件承受的风压只有365Pa 。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。
在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。
⑵路灯灯杆的抗风设计
太阳能路灯
路灯的参数如下：
电池板倾角A = 35° 灯杆高度 = 5m
设计选取灯杆底部焊缝宽度δ = 4mm 灯杆底部外径 = 168mm
焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为
PQ = [5000+（168+6）/tan16°]× Sin16° = 1545mm=1.545m 。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545 。
根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N 。考虑1.3的安全系数，F = 1.3×730 = 949N 。
所以，M = F×1.545 = 949×1.545 = 1466N.m 。
根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）。
上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。
破坏面抵抗矩W = π×（3r2δ+3rδ2+δ3）
=π×（3×842×4+3×84×42+43）= 88768mm3
=88.768×10－6 m3
风荷载在破坏面上作用矩引起的应力 = M/W
= 1466/（88.768×10－6） =16.5×106pa =16.5 Mpa<<215Mpa
其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。
所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。
太阳能灯的优缺点太阳能灯的优缺点
太阳能灯的优缺点？太阳能是取之不尽，用之不竭，清洁无污染并可再生的绿色环保能源，现在路灯都基本采用太阳能路灯，可是这世界上也不可能所有事物都尽善尽美，分享太阳能灯的优缺点。
太阳能灯的优缺点1太阳能路灯主要优点、
①节能，太阳能路灯是利用自然界的自然光源，减少了电能的消耗；
②安全，市电照明路灯可能存在着由于施工质量、材料老化、供电失常等多方面的原因造成的安全隐患。而太阳能路灯不使用交流电，采用的是蓄电池吸收太阳能，把低压直流转化为光能，不存在安全隐患；
③环保，太阳能路灯无污染、无辐射，符合现代绿色环保观念；
④高科技含量，太阳能路灯采用智能控制器进行控制，可以根据1d内天空自然亮度和人们处于各种环境下需要的亮度来自动调节灯的亮度；
⑤耐用，目前绝大多数太阳能电池组件的生产技术，都足以保证10年以上性能不下降，太阳能电池组件可以发电25年或更长的时间；
⑥维护费用低，在远离城镇的边远地区，为了维护或修理常规发电、输电、路灯等设备的费用很高。太阳能路灯只需要周期性的检查和很少的维护工作量，其维护费用比常规发电系统要少；
⑦安装组件积木化，安装灵活方便，便于用户根据自己的需要选择和调整太阳能路灯的容量大小；
⑧自主供电，离网运行的太阳能路灯具有供电的自主性、灵活性。
太阳能路灯的缺点、
成本高，太阳能路灯初期投资大，一盏太阳能路灯总成本是相同功率常规路灯的3、4倍;能量转换效率低，太阳能光伏电池的转换效率约为15%～19%，理论上硅太阳能电池的转换效率可达25%，但在实际安装后，可能因周围建筑物阻挡造成效率降低。目前，太阳电池的面积为110W/m2，1kW的太阳电池的面积大约9m2，这么大的面积几乎不可能在灯杆上固定，所以对于快速路、主干道依然不适用;受地理气候条件影响大，由于依靠太阳来提供能量，当地的地理气候天气状况直接影响到路灯的使用。阴雨天过长就会影响亮灯，导致照度或亮度达不到国家标准的要求，甚至出现不亮灯，则因白天光照不足，导致晚上亮的时间太短;元器件使用寿命和性价比低。蓄电池和控制器的价格较高，且蓄电池不够耐用，必须定期更换，控制器的使用寿命一般也只有3年;可靠性低。由于受到气候等外界因素影响太大，导致可靠性降低。太阳能路灯的维护困难，电池板电池板的热岛效应质量无法控制检测，寿命周期得不到保证，且无法统一进行控制管理。可能出现不同时照明情况;光照范围窄，目前所应用的太阳能路灯经中国市政工程协会考察并经现场测定，一般照度范围为6～7m，超出7m以外就会昏暗不清，无法满足快速路、主干道的需要;太阳能路灯照明尚未建立行业标准;环保防盗问题，蓄电池处理不当可能造成环保问题。此外，防盗也是一大问题。