Resposta curta: um painel solar montado no topo de um poste de iluminação pública é uma vela. Em nossos exemplos práticos, ele aumenta o momento de vento na base do poste 3,5 a 4,6 vezes em comparação com apenas uma luminária LED. Um poste escolhido para uma luminária alimentada pela rede geralmente não é forte o suficiente para um poste de iluminação pública solar split: especifique o tamanho do painel, a velocidade do vento e a altura, e peça o cálculo.
Os compradores frequentemente encomendam “poste de 8 m, painel de 200 W” como dois itens separados. O poste, o suporte, a placa de base e os chumbadores devem ser verificados em conjunto para o painel realmente instalado e o vento no local. Este artigo mostra a magnitude do efeito com um cálculo simples.
Números-chave
- A pressão do vento aumenta com o quadrado da velocidade do vento: cerca de 670 Pa a 33 m/s (120 km/h) e 1.080 Pa a 42 m/s (150 km/h).
- Um painel de 1 m² no topo de um poste de 8 m adiciona cerca de 0,9–1,4 kN de força horizontal nessas velocidades, atuando a mais de 8 m acima da base.
- Momento na base para um poste de 8 m: 2,9 kNm apenas com luminária LED, 10,1 kNm com um painel de 1 m² a 33 m/s.
1. O cálculo
Para cada elemento, força horizontal F = q × Cf × A, onde q = ½ ρ v² é a pressão do vento (ρ = 1,225 kg/m³), Cf o coeficiente de força e A a área exposta. Usamos Cf = 1,3 para um painel inclinado, 1,0 para a luminária LED e 0,8 para um mastro redondo cônico. O momento na base é a soma de cada força multiplicada pela sua altura acima da base. O módulo de seção elástica necessário é o momento multiplicado por um fator de segurança combinado de 1,5, dividido pelo limite de escoamento do aço Q355 (355 MPa).
Esta é uma verificação simplificada para mostrar ordens de magnitude. Um cálculo de projeto segue o código local (por exemplo, EN 1991-1-4 ou ASCE 7), com categoria de terreno, fator de rajada, efeitos dinâmicos e fadiga, e verifica o suporte, a abertura da porta, a placa de base, as soldas e os chumbadores, bem como o mastro.
2. Tabela de exemplo
| Altura do poste | Área do painel | Velocidade do vento | Momento na base, apenas luminária LED | Momento na base com painel | Participação do painel | Módulo de seção necessário | Exemplo de seção redonda na base |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 m | 0,7 m² (cerca de 100 W) | 33 m/s | 1,5 kNm | 5,3 kNm | 72 % | 22 cm³ | 130 mm × 2,5 mm |
| 6 m | 0.7 m² | 42 m/s | 2,4 kNm | 8,6 kNm | 72 % | 36 cm³ | 130 mm × 3 mm |
| 8 m | 1,0 m² (cerca de 200 W) | 33 m/s | 2,9 kNm | 10,1 kNm | 71 % | 43 cm³ | 160 mm × 2,5 mm |
| 8 m | 1.0 m² | 42 m/s | 4,7 kNm | 16,4 kNm | 71 % | 69 cm³ | 160 mm × 4 mm |
| 10 m | 2,0 m² (dois painéis) | 33 m/s | 5,0 kNm | 22,9 kNm | 78 % | 97 cm³ | 190 mm × 4 mm |
| 10 m | 2.0 m² | 42 m/s | 8,1 kNm | 37,1 kNm | 78 % | 157 cm³ | 220 mm × 5 mm |
Cálculo próprio. Eixo modelado como tubo redondo cónico (base 130/160/190 mm, topo 70/80/90 mm); centro do painel 0,3 m acima do topo do poste; cabeça LED 0,15–0,25 m². A secção de exemplo é a parede padrão mais fina que cumpre o módulo requerido; não é um projeto.
3. O que a tabela diz ao comprador
- É o painel, não o poste, que determina o projeto. Duplicar a área do painel duplica aproximadamente o momento na base; passar de 33 para 42 m/s aumenta-o em cerca de 60 %.
- A espessura da parede, por si só, esgota-se. A 10 m com dois painéis numa zona de 42 m/s, uma base de 190 mm precisaria de mais de 6 mm de parede; uma base de 220 mm consegue-o com 5 mm. O diâmetro é a alavanca mais eficiente.
- Os chumbadores e as placas de base também escalam com o momento. Um poste reutilizado de um projeto de rede com a gaiola de ancoragem original pode falhar na fundação, não no fuste.
- Zonas costeiras e de ciclones precisam do mapa de vento local. Mombaça, Dar es Salaam, Lagos e Abidjan são costeiras; o norte de Moçambique e Madagáscar enfrentam ciclones. Não use um valor genérico de 120 km/h.
4. O que incluir na especificação
| Item | Especificar |
|---|---|
| Painel | Potência, dimensões, número de painéis, inclinação e altura acima do topo do poste |
| Vento | Velocidade básica do vento e categoria de terreno do código local, ou a velocidade indicada no concurso |
| Poste | Altura de montagem, secção (redonda ou octogonal), grau do aço, diâmetro da base e do topo, espessura da parede |
| Ligações | Suporte, espessura da placa de base, número e tamanho dos chumbadores, reforço da abertura da porta |
| Acabamento | Norma de galvanização por imersão a quente e espessura mínima de zinco; revestimento em pó, se necessário |
| Comprovação | Cálculo de carga de vento para o painel e luminária exatos instalados, assinado pelo engenheiro do fornecedor |
Perguntas frequentes
Posso colocar um painel solar num poste de iluminação existente?
Só depois de verificar. Nos nossos exemplos, o painel multiplica o momento na base por 3,5 a 4,6 vezes, pelo que um poste existente, os seus chumbadores e a sua fundação geralmente necessitam de cálculo e, muitas vezes, de reforço ou substituição.
Para que velocidade do vento deve ser dimensionado um poste de iluminação solar?
A velocidade básica do vento no código nacional para o local, ajustada ao terreno e à altura. Muitos concursos indicam 120 a 150 km/h; zonas costeiras e de ciclones podem ser superiores.
Uma luminária solar tudo-em-um é mais fácil para o poste?
Normalmente sim, porque o painel é mais pequeno e fica próximo da luminária. Mas as unidades tudo-em-um grandes continuam a ter 0,5–0,8 m² de painel no topo e exigem a mesma verificação.
Poste octogonal ou redondo?
Ambos funcionam. Para o mesmo peso de aço, uma secção redonda resiste bem à flexão do vento; as secções octogonais são comuns em concursos e fáceis de formar. Compare pelo módulo de flexão na base, não pela forma.
Como ajudamos
Fornecemos postes de iluminação solar com suportes para painéis e postes de iluminação em aço até 15 m, compatíveis com as nossas luminárias solares, com cálculo de carga de vento para o painel e luminária efetivamente instalados. Envie-nos a altura, o painel e a velocidade do vento.
Fontes: pressão do vento q = ½ρv² com densidade do ar padrão; coeficientes de força são valores típicos usados na EN 1991-1-4 para placas planas e cilindros circulares; tensão de cedência do aço Q355 conforme GB/T 1591. A tabela de exemplo é um cálculo próprio para ilustração. Relacionado: altura e espaçamento de postes, tudo-em-um vs. luminárias solares separadas.