路灯杆抗风等级计算 太阳能路灯抗风等级

太阳能路灯系统由太阳能电池板、电池、控制器、LED光源和灯杆等5个部件构成，考虑到在风强的地方安装太阳光灯杆的耐风强度，耐风设计主要分为2个块，1个是电池组件支架的耐风设计2个是灯杆的耐风设计。以下两个模块分别对电气编辑进行分析。

太阳能电池组件支架的耐风设计

根据电池零件制造商的技术参数资料，太阳能电池组件耐受的风力是2400pa。如果选定的耐热系数为27m/s（相当于10级台风），根据非粘性流体力学，电池单元受到的风压只不过477pa。

风压是指垂直于气流方向的平面受到的风的压力。从伯努利方程中得到的风？根据压力关系，风的动态压力是

wp=0.5·ro·v2（1）

这里wp是风压kN/m2，ro是空气密度kg/m3，v是风速m/s。

空气密度（ro）和重度（r）的关系是r=ro·g，所以有ro=r/g。（1）中使用此关系

wp=0.5·r·v2/g（2）

这个式是标准风压式。在标准状态（气压1013hpa，温度15°C）下，空气的重量r=0.01225kN/m3。获得纬度45°的重力加速度g=9.8m/s2。

wp=v2/1600（3）

太阳板的受力面积为0.770*0.680m+0.770*0.680m

即，太阳板受到的风压=（27）2（1600*0.77*0.68*2）=0.4771305kpa≈477pa

因此，组合件本身可以完全承受27m/s的风速而不会损坏。因此，在设计中重要的是电池组件支架和灯杆的连接。

在本路灯系统的设计中，电池组件支架和灯杆的连接设计使用螺栓棒进行固定连接。

（2）街灯棒的耐风设计

街灯的参数如下。

电池板倾斜角A=25度灯杆高度=8m

设计选择灯杆底部焊接宽度δ=4mm灯底外径=168mm

焊接处的斜坡破坏面。从灯破坏面电阻力矩W的计算点p到灯接收的电池面板作用荷重F作用线为止的距离是pQ=800+（168+6）/tan25×Sin25=1545mm=1.545m。因此，风荷载灯破坏面的作用力矩M=F×1.545。

根据27m/s设计的最大容许风速、2×70W的2个插口太阳能路灯电池板的基本负载为477N。考虑到1.3的安全系数，F=1.3×477=620.1N。

所以，M=F×1.545=949×1.545=1466N.m。

根据数学推导，圆环破坏面的电阻力矩W＝π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3）。

在上式中，r为圆环内径δ圆环的宽度。

破坏面电阻力矩W=π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3）

=π×（3×842×4＋3×84×42＋43）=88768mm3

=88.768×10－6m3

风荷载通过使力矩作用于破坏面而产生的应力=M/W

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

这里，215Mpa是Q235钢的抗弯强度。

因此，只要设计中选择的焊接宽度满足要求，焊接质量得到保证，灯杆的耐风就没有问题。

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