Das Solarpanel einer Straßenlaterne ist sowohl ein Energiekollektor als auch eine dem Wind ausgesetzte Oberfläche. Bei der Auswahl von Masten und Fundamenten müssen Paneelausrichtung, Leuchtenfläche, Gerätegewicht, örtlicher Wind, Gelände, Boden und Bauvorschriften berücksichtigt werden – nicht nur die nominale Masthöhe.
Hinweis für den Käufer: Akzeptieren Sie keine universelle Fundamentzeichnung ohne Angaben zum Standort und ohne die Entwurfsgrundlage eines Ingenieurs. Die gleiche acht Meter hohe Solarleuchte kann in einer geschützten Stadt und an einer zyklongefährdeten Küste sehr unterschiedliche Belastungen hervorrufen.
Erstellen Sie ein Strukturdatenblatt für den Standort
Stellen Sie dem zuständigen Statiker Folgendes zur Verfügung:
- Projektkoordinaten und Höhe;
- Regelung des Strukturcodes und der Designlebensdauer;
- Grund-/Entwurfskonvention für Windgeschwindigkeit und Mittelung;
- Gelände-/Expositionskategorie und topografische Auswirkungen;
- Anforderungen an die Windrichtung;
- ggf. Eis- oder Schneelasten;
- Erdbeben- und Fahrzeugaufprallanforderungen;
- Bodenbericht, Grundwasser- und Korrosionsbedingungen;
- Stangenrückschlag und eventuelle Ausreißerfordernisse.
Windwerte aus verschiedenen Codes sind nicht direkt austauschbar. Geben Sie den Code, die Einheiten, die Rückgabefrist und die Belastungsfaktoren an, anstatt nur „Windbeständig bis 150 km/h“ zu schreiben.
Berechnen Sie die gesamte projizierte Fläche
Bestehend aus Solarmodul, Leuchte, Halterung, Batteriegehäuse, Sensor und Mast. Zeichnen Sie die projizierte Fläche und die Widerstandsannahmen für relevante Windrichtungen auf. Ein verstellbares Panel kann bei einer Ausrichtung einen größeren Kontrollbereich schaffen.
Fragen Sie den Ausrüstungslieferanten nach Maßzeichnungen, Gewichten, Schwerpunkten und der maximal effektiven projizierten Fläche. Der Bauingenieur – nicht der Beleuchtungsverkäufer – sollte die Lasten und Kombinationen vor Ort anwenden.
Überprüfen Sie die Stärke und Ermüdung der Stange
Überprüfen Sie Materialqualität, Konizität, Wandstärke, Schweißdetails, Verzinkung oder Beschichtung, Verstärkung der Zugangstür, Grundplatte, Ankerbolzen und Halterungsverbindung. Durch Wind verursachte Vibrationen können Ermüdungsschäden verursachen, selbst unterhalb der maximalen Sturmlast.
Untersuchungen der FHWA weisen darauf hin, dass leichte Hochmast- und Leuchtenhalterungen anfällig für windinduzierte Vibrationen und Ermüdungserscheinungen an geschweißten Details sein können (FHWA-Ermüdungsübersicht). Wenden Sie den in der Projektjurisdiktion erforderlichen Strukturstandard an.
| Strukturelement | Erforderliche Einreichung |
|---|---|
| Polschaft | Material, Geometrie, Dicke und Berechnung |
| Schweißnähte | Detail-, Prozess- und Prüfkriterien |
| Grundplatte/Anker | Abmessungen, Güten, Vorlagen und Anziehverfahren |
| Klammern | Lastpfad, Bolzen und Verriegelungsart |
| Ausrüstung | Gewicht, Schwerpunkt und projizierte Fläche |
| Korrosionssystem | Oberflächenvorbereitung, Beschichtung/Verzinkung und Reparatur |
Entwerfen Sie das Fundament aus Boden und Lasten
Durchmesser und Tiefe des Fundaments hängen vom Kippmoment, der seitlichen Scherung, der Bodenfestigkeit, dem Grundwasser, dem Frost und der Bebaubarkeit ab. Ein allgemeiner Betonblock kann durch Rotation, Rutschen, unzureichende Ankerentwicklung oder mangelhafte Installation versagen, selbst wenn der Mast selbst stabil ist.
Stellen Sie geotechnische Parameter bereit und lassen Sie das Fundament von einem qualifizierten Ingenieur entwerfen. Definieren Sie Betonfestigkeit, Bewehrung, Ankerkäfig, Abdeckung, Leitungseinführung, Entwässerung, Endniveau und Aushärtungsanforderungen.
FHWA beschreibt das Fundament, die Grundplatte, die Ankerstangen, den Mast und die Leuchte als verbundene Tragwerkskomponenten (Guide zur Inspektion von Tragwerken). Behandeln Sie sie als einen Lastpfad.
Koordinieren Sie die Solarleistung mit der Struktur
Eine Änderung der Modulneigung oder -größe wirkt sich auf die Windbelastung und den Energieertrag aus. Vergrößern Sie die Modulfläche nach der baulichen Genehmigung nicht ohne Neuberechnung. Umgekehrt sollten Sie das Panel nicht abflachen oder schattieren, um ein strukturelles Problem zu lösen, ohne das Energiemodell zu wiederholen.
Verwenden Sie den Leitfaden für Batterien und Autonomie von Solarstraßenlaternen, um die Energiekomponenten anhand lokaler Solardaten und des Betriebsprofils zu dimensionieren. Frieren Sie dann die in beiden Berechnungen verwendete Panel-, Batterie- und Leuchtenkonfiguration ein.
Detailkabel, Wasser und Korrosion
Kabeleinführungen abdichten, ohne dass Wasser eingeschlossen wird. Trennen Sie unterschiedliche Metalle und geben Sie Befestigungselemente für die Freilegung an. Definieren Sie in Küstengebieten die Vorbereitung und Wartung der Beschichtung, anstatt sich auf eine Salzsprühstundenangabe zu verlassen.
Sichern Sie den Zugriff auf Batterie und Controller, ohne die Stange zu schwächen oder unbefugten Zutritt zu ermöglichen. Die Konfiguration der All-in-One-Solarstraßenlaterne sollte mit der ausgewählten Masthalterung und Panelausrichtung überprüft werden.
Installation und Übergabe prüfen
Überprüfen Sie den Aushub, die Bewehrung, die Ankerschablone, die Platzierung des Betons, die Vertikalität, den Mörtel, den Anzug der Schrauben und die Entwässerung, bevor Sie den Mast annehmen. Fotografieren Sie versteckte Arbeiten und dokumentieren Sie Betonchargen. Überprüfen Sie nach der Montage den Plattenwinkel, die Halterungsverriegelungen und die Kabelzugentlastung.
Die Übergabe sollte bei Bedarf gestempelte Berechnungen, Bestandsfundamente, Materialzertifikate, Schweiß-/Verzinkungsaufzeichnungen, Drehmomentaufzeichnungen und einen Inspektionsplan umfassen.
RFQ-Klausel
„Der Lieferant muss Gerätegewichte, Schwerpunkte, maximale projizierte Flächen und dimensionierte Schnittstellen für die komplette Solar-Straßenlaterne angeben. Mast und Fundament müssen vom verantwortlichen Ingenieur gemäß den angegebenen Standortwind-, Gelände-, Boden- und geltenden Vorschriften entworfen werden. Allgemeine Fundamentzeichnungen ohne dokumentierte Entwurfsgrundlage sind nicht akzeptabel.“
Dadurch bleiben die Beleuchtungs-, Solar- und Zivilpakete vor Beginn der Fertigung aufeinander abgestimmt.
