كيفية تصميم تبديد الحرارة لأضواء الجدار في الهواء الطلق الشمسي

أضواء الجدار في الهواء الطلق الشمسية ، كجهاز إضاءة في الهواء الطلق الذي يدمج الوظائف الثلاث لتوليد الطاقة الكهروضوئية ، وتخزين الطاقة ، والإضاءة ، تستخدم على نطاق واسع في أماكن مثل الساحات والجدران والممرات والحدائق والجدران الخارجية. أثناء التشغيل الخارجي طويل الأجل ، ستولد حبات المصباح LED ودوائر التحكم والبطاريات والألواح الشمسية الحرارة. إذا كان تصميم تبديد الحرارة ضعيفًا ، فمن السهل التسبب في تحلل الضوء ، وانخفاض الكفاءة ، واختصار الحياة ، وحتى مخاطر السلامة. لذلك ، فإن نظام تبديد الحرارة المعقول هو رابط رئيسي لضمان التشغيل طويل الأجل ومستقر لأضواء الجدار الشمسي.

المصدر الأساسي لمشاكل تبديد الحرارة
يأتي مصدر الحرارة لأضواء الجدار الشمسي بشكل رئيسي من الجوانب التالية:
حرارة المصدر المصباح LED: على الرغم من أن LED لديها مزايا كفاءة الضوء العالية والاستهلاك المنخفض للطاقة ، إلا أن 20 ٪ -30 ٪ من الطاقة الكهربائية لا يزال يتم تحويلها إلى طاقة حرارة.
تراكم حرارة البطارية: أثناء عملية الشحن والتفريغ ، وخاصة في بيئة درجة الحرارة العالية ، فإن بطاريات الليثيوم ستولد حرارة كبيرة.
توصيل حرارة لوحة الدوائر: سيؤدي رقائق التحكم ، والمحاثات ، والمكثفات ، والأجهزة الأخرى إلى توليد الحرارة عند العمل.
تسخين الإشعاع الشمسي: يتعرض جسم المصباح للشمس لفترة طويلة ، وارتفع درجة حرارة الصدفة بشكل كبير ، مما يؤثر على تبديد الحرارة للمكونات الداخلية.

تصميم هيكل تبديد الحرارة السلبي
تتبنى معظم مصابيح الجدار في الهواء الطلق الشمسية تبديدًا سلبيًا للحرارة ، أي أنها لا تعتمد على معدات تبديد الحرارة النشطة مثل المشجعين ، وتحقيق إطلاق حراري فعال من خلال التحسين الهيكلي.
تصميم زعنفة تبديد الحرارة
تستخدم بعض مصابيح الجدار الشمسي المتطورة قذائف مقولبة من قطع من قطعة واحدة ، وتم تصميم زعانف تبديد الحرارة بالقرب من وحدة LED. تزيد هذه الزعانف من مساحة سطح تبديد الحرارة ، وتسريع كفاءة تبادل الحرارة ، وسرعان ما نقل حرارة LED إلى الهواء الخارجي ، والتحكم في درجة حرارة مفترق مصدر الضوء بشكل فعال ومنع الضوء من التحلل بسرعة كبيرة.
تحسين المسار الحراري بشكل عام
خطط بشكل معقول لسطح التلامس بين وحدة LED وجسم المصباح ، واستخدام مواد التوصيل الحراري العالي (مثل الشحم الحراري والوسادات الحرارية) لتوصيل LED وقاعدة تبديد الحرارة لتشكيل مسار توصيل حراري جيد ، وتقليل المقاومة الحرارية بشكل فعال ، وتحسين كفاءة تبديد الحرارة.
تصميم عزل البطارية
عادةً ما يتم ترتيب البطارية في تجويف معزولة عن LED ، ويتم فصل مصدر الحرارة عن طريق القطن العزل الحراري أو قنوات تدفق الهواء في الوسط لمنع نقل الحرارة إلى البطارية وتأخير شيخوخة البطارية. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم بعض المنتجات مواد الطبقة الداخلية العاكسة للمساعدة في منع الإشعاع الحراري الخارجي.

تطبيق مواد التحكم الحرارية النشطة
بالإضافة إلى التحسين الهيكلي ، بدأت بعض المنتجات الراقية في تقديم مواد التحكم الحرارية لتحسين أداء تبديد الحرارة.
بلاستيكيات الموصلية الحرارية العالية تحل محل القيمة المطلقة التقليدية
تستخدم مصابيح الجدران الشمسية التقليدية عمومًا قذائف البلاستيك ABS ، والتي تكون منخفضة التكلفة وسهلة المعالجة ، ولكن لديها توصيل حراري ضعيف. في الوقت الحاضر ، تستخدم المنتجات الجديدة تدريجياً المواد البلاستيكية المركبة الحرارية العالية أو المواد الموصلة الحرارية النانوية ، والتي يمكن أن تحسن بشكل كبير من قدرة تبديد الحرارة مع الحفاظ على مقاومة الماء ومقاومة الطقس.
تقنية طلاء النانو السطحية
يضيف بعض الشركات المصنعة الطلاء الموصل الحراري النانوي على سطح مصابيح الجدار لتقليل معدل امتصاص الإشعاع الشمسي وتعزيز قدرة الإشعاع الحراري. هذه الطريقة مناسبة للاستخدام في درجات الحرارة العالية والمناطق القوية لأشعة الشمس (مثل الشرق الأوسط وجنوب شرق آسيا) لتأخير ارتفاع درجة حرارة سطح المصباح.

تأثير تبديد الحرارة على حياة المصباح بأكمله
لا يضمن نظام تبديد الحرارة المعقول فقط التشغيل المستقر للمصباح تحت درجة حرارة عالية في الصيف ، ولكن أيضًا يحسن عمر خدمة المصباح بأكمله بشكل كبير. تشير البيانات إلى أنه في ظل ظروف تبديد الحرارة الجيدة ، يمكن أن تصل عمر رقائق LED إلى أكثر من 50000 ساعة ، في حين يتم تقليل عمر البطارية بنحو 30 ٪ لكل زيادة 10 درجة مئوية في درجة حرارة التشغيل للبطارية. لذلك ، يحدد أداء تبديد الحرارة مباشرة موثوقية وخدمة مصباح الجدار الشمسي.

اتجاه تطوير تصميم التحكم في درجة الحرارة الذكي
مع تطوير تقنية الإضاءة الشمسية ، أضافت بعض المنتجات رقائق التحكم في درجة الحرارة من الثرمستور (NTC). عندما يتم اكتشاف LED أو البطارية محمومًا ، يتم تقليل السطوع تلقائيًا أو يتم إيقاف تشغيل مصدر الضوء مؤقتًا ، مما يؤدي إلى التحكم في درجة الحرارة الذكية. أصبحت هذه التكنولوجيا شائعة في الإضاءة العامة ومراقبة الأمن مصابيح الجدار المتكاملة ، مما تصبح اتجاهًا مهمًا للتنمية الذكية.

اختبار وإصدار الشهادات لأداء تبديد الحرارة
في الوقت الحاضر ، استخدمت بعض أنظمة التصديق الدولية مثل UL و Tüv و IEC62471 وما إلى ذلك أداء تبديد الحرارة كأحد المعايير المرجعية لإصدار منتجات الإضاءة LED. سوف يجري الشركات المصنعة عالية الجودة اختبارًا شاملًا لتبديد حرارة المصباح من خلال تحليل التصوير الحراري ، واختبار شيخوخة درجة الحرارة الثابت ، واختبار الدورة الحرارية وغيرها