Gehuizen voor zonnepanelen op straatlantaarns: aluminium, finnen en warmteafvoer

Waarom aluminium de beste keuze is voor lantaarngehuisen

Drie eigenschappen maken aluminium de beste keuze voor buitenlantaarnen in vergelijking met staal of plastic:

Lichtgewichtig: Aluminium is aanzienlijk lichter dan staal, waardoor de transportkosten en het gewicht van de constructies verminderen. Hierdoor profiteren zowel de EPA (effective projected area, de effektieve oppervlaktespecificatie) als de totale last (dead load) van de producten.

Corrosiebestendig: Aluminium vormt van nature een beschermend oxidelaag, waardoor het weersomstandigheden goed kan verdragen zonder dat er een coating nodig is, in tegenstelling tot staal.

Warmtegeleiding: Dit is van belang omdat LED-lampen een groot deel van de invoerenergie in warmte omzetten. Aluminium leidt deze warmte efficiënt af van de contactpunten. Staal leidt ook warmte, maar weegt veel meer; plastic leidt nauwelijks warmte, waardoor plastichouders actief moeten worden gekoeld of de vermogen van de lampen moet worden beperkt.

De houders die we vervaardigen zijn gemaakt van gediecast aluminium (ADC12 is onze standaardlegering) en worden afgerond met een poedercoating. De gediecasttechniek zorgt ervoor dat we de specifieke vormen van de houders direct in het materiaal kunnen vormen, in plaats van gebruik te maken van extrudeerde onderdelen. De poedercoating biedt extra bescherming tegen weersinvloeden. Gediecast aluminiumhouders met poedercoating vormen de basis voor de duurzaamheid van producten die buiten worden gebruikt.

De warmteafvoer: oppervlaktespecificatie, finnen en luchtcirculatie

De warmteafvoer van LED-lampen is afhankelijk van de oppervlaktespecificatie van de houders, de aanwezige ‘finnen’ (kleine, warmteafvoerende structuren) en de luchtcirculatie rondom de lamp. Een grotere oppervlaktespecificatie en meer finnen zorgen voor een betere warmteafvoer, waardoor de lampen efficiënter werken.

De warmte verlaat het lichtarmatuur via drie verschillende wegen, en een goed ontworpen armatuur maakt gebruik van alle drie deze methoden:

Conductie naar het aluminiumframe: De warmte die wordt geproduceerd door de LED-stekker trekt naar binnen in het aluminiumframe. Naarmate het frame groter is, kan het meer warmte opnemen en verspreiden.

Convektie vanaf de oppervlakte: Een grotere oppervlakte zorgt voor een effectiever warmteuitwisseling met de omgevende lucht. Finnen zijn een standaardoplossing: ze vergroten de oppervlakte en zorgen tegelijkertijd voor een betere luchtcirculatie rondom het frame.

Passieve luchtcirculatie door het frame: Sommige ontwerpen bevatten openingen of ventilatoren, zodat de lucht de warmte direct kan afvoeren. Dit soort passieve koeling werkt zonder fans – fans veroorzaken namelijk geluid, bewegende delen en vereisen extra energie, wat voor een zonnepaneel een nadeel is.

Wat de warmte doet met het licht

De drie gevolgen van slechte thermische beheering, in de volgorde waarin een koper ze zal merken:

Kortere levensduur: LED-lampen werken niet zo lang als ze worden blootgesteld aan hoge temperaturen. Als richtlijn geldt dat de levensduur van een LED-lamp ongeveer halvert met elke stijging van 10°C in de temperatuur van de halfgeleider. Deze regel is echter slechts een schatting en kan per type LED-lamp verschillen; de trend blijft echter dezelfde. Verlies van efficiëntie: Op hoge temperaturen leveren LED-lampen minder licht per watt op. Een lichtarmatuur dat boven de optimale werktemperatuur werkt, verbruikt even veel energie, maar levert minder licht. Dit leidt tot een verminderde duurzaamheid van de batterij. Kleurverschuiving: Oververhitte LED-lampen veranderen in hun kleurtemperatuur, waardoor het licht onregelmatig wordt verspreid over het oppervlak van de armatuur. Hierdoor wordt de lichtkwaliteit slechter; de straat wordt niet alleen donkerder, maar de lichtkleur verandert ook, en er ontstaan ‘ hete plekken’ waar het licht te sterk is. Dit is precies wat ‘slechte lichtkwaliteit’ inhoudt – vooral ’s nachts om 2 uur.

Het probleem met het opnieuw schilderen

Het opnieuw schilderen van lichtarmaturen is een veel voorkomend probleem wanneer de LED-lampen niet meer goed werken. Dit kan vaak voorkomen bij oude of slecht geïsoleerde armaturen. Het opnieuw schilderen is kostbaar en vereist ook tijd en moeite. Daarom is het belangrijk om LED-lampen regelmatig te vervangen wanneer ze aan hun eind zijn of wanneer de lichtkwaliteit niet meer voldoet aan de vereisten.

De meest voorkomende reden waarom een goed ontworpen thermische constructie niet meer werkt, is dat de afwerking met verf wordt beschadigd. De onderhoudsmedewerkers van de gemeente schilderen palen en andere objecten opnieuw om ze in te passen in het straatbeeld; de verf op de thermische elementen zorgt ervoor dat deze goed geïsoleerd zijn. Een object dat normaal gesproken 15°C koeler is, kan na een onzorgvuldige verfbehandeling zo heet worden dat de werking niet meer optimaal is. We bepalen bewust de dikte van de poederlaag en waarschuwen de kopers: als een object opnieuw moet worden geschilderd, moet men de thermische elementen afdekken of een verfsoort gebruiken die geschikt is voor deze toepassing. Dit is geen theoretisch probleem – het gebeurt helaas vaker dan men denkt.

Wat deze pagina niet behandelt

Deze pagina gaat over de materialen voor woningen en de thermische beheersing. Er wordt geen aandacht besteed aan optische aspecten (keuze van lenzen, verdeling van licht, etc.); dit valt onder een andere discipline. Ons lichtontwerpstool regelt de lay-out van de lichtsystemen. Voor het complete lichtobject, inclusief de controller en het paneel dat wordt beschermd door het behuizing, kijk je bij onze all-in-one-zonnelichtlijn.