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LED太阳能路灯知识之三太阳能电池组件

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发布时间:2014/4/26

LED太阳能路灯知识之三太阳能电池组件
  太阳能电池板是太阳能路灯中的核心部分,也是太阳能路灯中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能,或送至蓄电池中存储起来。在众多太阳光电池中较普遍且较实用的有单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池及非晶硅太阳能电池等三种。在太阳光充足日照好的东西部地区,采用多晶硅太阳能电池为好,因为多晶硅太阳能电池生产工艺相对简单,价格比单晶低。在阴雨天比较多、阳光相对不是很充足的南方地区,采用单晶硅太阳能电池为好,因为单晶硅太阳能电池性能参数比较稳定。非晶硅太阳能电池在室外阳光不足的情况下比较好,因为非晶硅太阳能电池对太阳光照条件要求比较低。华豫新能源的单晶硅转换效率比较高,钢化玻璃透光性能强,增强其转化效率。
泰安太阳能
太阳能电池组件支架
  1) 倾角设计
  为了让太阳能电池组件在一年中接收到的太阳辐射能尽可能的多,我
们要为太阳能电池组件选择一个最佳倾角。
  关于太阳能电池组件最佳倾角问题的探讨,近年来在
一些学术刊物上出现得不少。本次路灯使用地区为长沙地区,
依据本次设计参考相关文献中的资料,选定长沙光合太阳能电池组件支架倾角为16o。
  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
  路灯的参数如下:
  电池板倾角A = 16o 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)/tan16o]× Sin16o = 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的双灯头长沙光合太阳能路
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。


 

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