วิธีการออกแบบการกระจายความร้อนของไฟผนังกลางแจ้งพลังงานแสงอาทิตย์

ไฟผนังกลางแจ้งแสงอาทิตย์ ในฐานะที่เป็นอุปกรณ์แสงกลางแจ้งที่รวมฟังก์ชั่นทั้งสามของการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์การจัดเก็บพลังงานและแสงสว่างถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานที่ต่าง ๆ เช่นลานบ้านผนังทางเดินสวนสาธารณะและผนังด้านนอกเชิงพาณิชย์ ในระหว่างการทำงานกลางแจ้งในระยะยาวลูกปัดโคมไฟ LED วงจรควบคุมแบตเตอรี่และแผงโซลาร์เซลล์จะสร้างความร้อน หากการออกแบบการกระจายความร้อนไม่ดีมันเป็นเรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดการสลายตัวของแสงลดประสิทธิภาพการใช้ชีวิตที่สั้นลงและแม้กระทั่งอันตรายด้านความปลอดภัย ดังนั้นระบบการกระจายความร้อนที่สมเหตุสมผลจึงเป็นลิงค์สำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของไฟผนังแสงอาทิตย์ในระยะยาวและมีเสถียรภาพ

แหล่งที่มาหลักของปัญหาการกระจายความร้อน
แหล่งความร้อนของไฟผนังแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่มาจากด้านต่อไปนี้:
ความร้อนแหล่งกำเนิดแสง LED: แม้ว่า LED จะมีข้อดีของประสิทธิภาพแสงสูงและการใช้พลังงานต่ำ แต่พลังงานไฟฟ้า 20% -30% ยังคงถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน
การสะสมความร้อนจากแบตเตอรี่: ในระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงแบตเตอรี่ลิเธียมจะสร้างความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ
การนำความร้อนของแผงวงจร: ชิปควบคุมตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุและอุปกรณ์อื่น ๆ จะสร้างความร้อนเมื่อทำงาน
การให้ความร้อนด้วยรังสีแสงอาทิตย์: ร่างกายของหลอดไฟสัมผัสกับดวงอาทิตย์เป็นเวลานานและอุณหภูมิของเปลือกจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญส่งผลกระทบต่อการกระจายความร้อนของส่วนประกอบภายใน

การออกแบบโครงสร้างการกระจายความร้อนแบบพาสซีฟ
ไฟผนังกลางแจ้งแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ใช้การกระจายความร้อนแบบพาสซีฟนั่นคือพวกเขาไม่ได้พึ่งพาอุปกรณ์กระจายความร้อนเช่นพัดลมและบรรลุความร้อนที่มีประสิทธิภาพผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้าง
การออกแบบครีบร้อนกระจายความร้อน
ไฟผนังพลังงานแสงอาทิตย์ระดับสูงบางตัวใช้เปลือกหอยอะลูมิเนียมชิ้นเดียวและครีบกระจายความร้อนได้รับการออกแบบใกล้กับโมดูล LED ครีบเหล่านี้เพิ่มพื้นที่ผิวการกระจายความร้อนเร่งประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนและถ่ายโอนความร้อนของไฟ LED ไปยังอากาศภายนอกอย่างรวดเร็วควบคุมอุณหภูมิทางแยกของแหล่งกำเนิดแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพและป้องกันไม่ให้แสงสลายเร็วเกินไป
การเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางความร้อนโดยรวม
วางแผนอย่างสมเหตุสมผลพื้นผิวสัมผัสระหว่างโมดูล LED และตัวหลอดไฟและใช้วัสดุนำไฟฟ้าความร้อนสูง (เช่นจาระบีความร้อนและแผ่นความร้อน) เพื่อเชื่อมต่อ LED และฐานกระจายความร้อนเพื่อสร้างเส้นทางการนำความร้อนที่ดีลดความต้านทานความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน
การออกแบบฉนวนแบตเตอรี่
แบตเตอรี่มักจะถูกจัดเรียงในโพรงที่แยกได้จาก LED และแหล่งความร้อนจะถูกคั่นด้วยฉนวนกันความร้อนฝ้ายหรือช่องไหลของอากาศที่อยู่ตรงกลางเพื่อป้องกันไม่ให้ความร้อนถูกถ่ายโอนไปยังแบตเตอรี่และชะลอการชราของแบตเตอรี่ นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์บางอย่างใช้วัสดุเลเยอร์ด้านในแบบสะท้อนแสงเพื่อช่วยป้องกันรังสีจากภายนอก

การประยุกต์ใช้วัสดุควบคุมความร้อนที่ใช้งานอยู่
นอกเหนือจากการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างแล้วผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์บางอย่างได้เริ่มแนะนำวัสดุควบคุมความร้อนเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อน
พลาสติกการนำความร้อนสูงแทนที่ ABS แบบดั้งเดิม
โดยทั่วไปแล้วโคมไฟผนังแสงอาทิตย์แบบดั้งเดิมใช้เปลือกพลาสติก ABS ซึ่งมีราคาถูกและง่ายต่อการประมวลผล แต่มีการนำความร้อนไม่ดี ในปัจจุบันผลิตภัณฑ์ใหม่จะค่อยๆใช้พลาสติกคอมโพสิตความร้อนสูงหรือวัสดุนำไฟฟ้าความร้อนของนาโนซึ่งสามารถปรับปรุงความสามารถในการกระจายความร้อนอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ยังคงความต้านทานต่อกันน้ำและความต้านทานต่อสภาพอากาศ
เทคโนโลยีการเคลือบพื้นผิวนาโน
ผู้ผลิตบางรายเพิ่มการเคลือบความร้อนด้วยความร้อนของนาโนบนพื้นผิวของโคมไฟผนังเพื่อลดอัตราการดูดซับรังสีแสงอาทิตย์และเพิ่มความสามารถในการแผ่รังสีความร้อน วิธีนี้เหมาะสำหรับใช้ในพื้นที่สูงและพื้นที่แสงแดดที่แข็งแรง (เช่นตะวันออกกลางและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้) เพื่อชะลอการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของพื้นผิวหลอดไฟ

ผลกระทบของการกระจายความร้อนต่อชีวิตของโคมไฟทั้งหมด
ระบบการกระจายความร้อนที่สมเหตุสมผลไม่เพียง แต่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าการทำงานของหลอดไฟที่มั่นคงภายใต้อุณหภูมิสูงในฤดูร้อน แต่ยังช่วยปรับปรุงอายุการใช้งานของหลอดไฟทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าภายใต้สภาวะการกระจายความร้อนที่ดีอายุการใช้งานของชิป LED สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 50,000 ชั่วโมงในขณะที่อายุการใช้งานของแบตเตอรี่ลดลงประมาณ 30% สำหรับทุก ๆ 10 ° C ที่เพิ่มขึ้นในอุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่ ดังนั้นประสิทธิภาพการกระจายความร้อนจะกำหนดความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของโคมไฟผนังแสงอาทิตย์โดยตรง

แนวโน้มการพัฒนาของการออกแบบการควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีแสงอาทิตย์แสงบางผลิตภัณฑ์ได้เพิ่มชิปควบคุมอุณหภูมิเทอร์มิสเตอร์ (NTC) เมื่อตรวจพบ LED หรือแบตเตอรี่ที่ร้อนเกินไปความสว่างจะลดลงโดยอัตโนมัติหรือปิดแหล่งกำเนิดแสงชั่วคราวดังนั้นจึงทำการควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะ เทคโนโลยีนี้ค่อยๆกลายเป็นที่นิยมในการให้แสงสว่างสาธารณะและการตรวจสอบความปลอดภัยโคมไฟติดผนังแบบบูรณาการกลายเป็นทิศทางที่สำคัญสำหรับการพัฒนาที่ชาญฉลาด

การทดสอบและการรับรองประสิทธิภาพการกระจายความร้อน
ในปัจจุบันระบบการรับรองระหว่างประเทศบางอย่างเช่น UL, Tüv, IEC62471 ฯลฯ ได้ใช้ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนเป็นหนึ่งในมาตรฐานการอ้างอิงสำหรับการรับรองผลิตภัณฑ์แสง LED ผู้ผลิตคุณภาพสูงจะทำการทดสอบการกระจายความร้อนของหลอดไฟตลอดการวิเคราะห์อิมเมจความร้อนการทดสอบอุณหภูมิอุณหภูมิคงที่การทดสอบวัฏจักรความร้อนและวิธีการอื่น ๆ เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของผลิตภัณฑ์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง