Solcellslamphus
-- Aluminium, finner och värme
Solcellslamphus: Aluminium, finner och värme
Kroppen av lampan fungerar som en värmeledare med en ljuskälla fäst vid den. Denna ena mening avgör i stort sett allt som är viktigt i designen av lamphus: materialet måste kunna leda bort värme, formen måste ge värmen en plats att ta vägen till, och ytan måste hålla ut mot väderförhållandena utan att blockera ljusstrålen. Vid solcellslampor är kraven ännu högre än vid lamper som drivs av elnät – varje watt som omvandlas till värme istället för ljus kommer från batteriet. Denna sida beskriver hur värmen leder sig från LED-dioderna till luften, med hjälp av de materialval vi gör i vårt eget fabrik.
Varför aluminium är det bästa valet för lamphus? Tre egenskaper gör aluminium till ett bättre val än stål eller plast för utomhuslampor:
Lättviktig. Aluminium är betydligt lättare än stål, vilket sänker transportkostnader och belastningen på stolpar – både den effektiva ytan (EPA) och den passiva belastningen (dead load) drar nytta av detta. Korrosionsbeständighet. Aluminium bildar naturligt ett skyddande oxidlagringsytor, vilket gör att det tål väder utan att behöva underhålls med ytbeläggning, vilket stål kräver. Värmeledningsförmåga. Detta är det viktigaste: LED-lampor omvandlar en betydande del av sin inmatning till värme, och aluminium leder denna värme effektivt bort från förbindningspunkterna. Stål leder värme på ett måttligt sätt men väger mycket mer; plast leder nästan ingen värme, vilket är anledningen till att plasthöljor behöver aktiv kylning eller sänkt effekt.
De höljor vi tillverkar är gjorda av dökta aluminium (ADC12 är vårt standardlegering) och färdiga med pulverlackering. Dökning möjliggör att vi direkt formar fina strukturer i höljorna istället för att fästa extruderade delar, och pulverlackering ger dem väderbeständighet. Dökta aluminiumhöljor med pulverlackering utgör grunden för hållbarheten hos allt som skickas utomhus.
Värmeledningsvägen: Ytarea, finstrukturer och luftflöde
Värme lämnar lampaanordningen på tre olika sätt, och ett bra designlösning använder alla dessa metoder:
Värmeledning in i lampaanordningens aluminiumhölje. Värme som genereras vid LED-dioderna sprider sig till höljet. Ju större höljet är, desto mer värme kan det absorbera och sprida.
Värmeutbyte via ytan. En större yta innebär effektivare värmeutbyte med omgivande luft. Finner är ett vanligt tillägg i sådana designer – de ökar ytan samtidigt som de håller lampaanordningen kompakt och förbättrar luftflödet runt höljet.
Passiv luftströmning genom höljet. Vissa designer inkluderar ventilerade delar eller strategiskt placerade öppningar så att luften direkt kan bortföra värmen. Denna passiva kylning fungerar utan fans; fans ger dock till följd för brus, rörliga delar och energiförbrukning, vilket är en verklig nackdel för solcellslampor.
Vad värme gör med ljuset
De tre konsekvenserna av dålig värmehantering, i den ordning som köpare uppmärker dem:
Kortad livslängd. LED-lampor slutar fungera snabbare vid höga temperaturer. Som en ungefärlig regel minskar livslängden med ungefär hälften för varje 10°C ökning av temperaturen vid halvledaren. Denna regel är dock ungefärlig och varierar beroende på typen av LED-lampa, men trenden är alltid densamma. Förlorad effektivitet. Vid höga temperaturer producerar LED-lampor mindre ljus per watt. En lampan som körs över sin designtemperatur förbrukar lika mycket batterienergi men ger mindre belysning – denna effektivitetsförlust påverkar direkt den autonomi du betalat för. Färgförändringar. Överhettade LED-lampor förändrar sin färgtemperatur och ger ojämna belysningsförhållanden. Resultatet är att belysningen inte bara blir svagare, utan också förändrar färg och skapar “heta punkter” i belysningsområdena. Det är precis detta som kallas för “dålig belysningskvalitet” klockan 2 natt.
Problemet med omfärgning av belysningsanläggningar
Det vanligaste sättet på vilket ett bra termiskt designlösning försämras är när man målar på det. Kommunala underhållsgrupper målar om stolpar och andra element för att anpassa dem till omgivningen, och färgen på dessa element fungerar som isolering. En enhet som ursprungligen var 15°C kallare kan bli tillräckligt varm efter en vårdslös målning – vilket kan leda till att den inte fungerar som planerat. Vi specificerar medvetet tjockleken på den pulvermålning som används och varnar köpare: om en enhet måste målas om, så bör man täcka de delar av enheten som används för termisk isolering eller använda en ytbeläggning som är anpassad för just dessa tillämpningar. Detta är inte en teoretisk problematik – det är en upprepad serviceanfrågan.
Vad denna sida inte täcker
Denna sida behandlar husmaterial och termisk hantering. Den täcker inte optik (val av linsor, ljusfördelning osv.) – detta är en separat område, och vårt ljusdesignverktyg hanterar aspekterna relaterade till layouten. För den färdiga solljusenheten, inklusive kontrollen och panelen som skyddas av huset, se vår all-in-one-solljuslinje.