Solar Street Light Housings: Aluminum, Fins, and Heat

Bakit ang aluminum ang pinakamainam na materyales para sa housing

Tatlong katangian ang nagtutulak sa aluminum sa harap ng steel (asero) o plastic (plastiko) para sa mga panlabas na ilaw:

• Magaan ang timbang. Ang aluminio ay mas magaan kaysa sa asero, na nagbabawas sa mga gastos sa pagpapadala at pagkarga sa mga post; kapwa ang lugar ng pagkakalapat ng aluminio sa hangin (EPA – Effective Projected Area) at ang bigat nito ay nagiging mas mabuti para sa mga layunin ng paggamit nito.
• Matatag laban sa korosyon. Ang aluminio ay kahit sa natural na paraan ay nagtatayo ng protektibong pabalat ng oksido, kaya tumatagal ito sa mga epekto ng panahon nang walang pangangailangan para sa pagpapanatili ng patina, kagaya ng kinakailangan ng asero.
• Mahusay sa pagdadala ng init. Ito ang pinakamahalagang katangian. Ang mga LED ay nagbibigay ng kalakhan ng enerhiyang inilagay sa kanila bilang init, at ang aluminio ay epektibong nagdadala ng init na iyon away sa mga bahagi ng aparato. Ang asero ay nagdadala rin ng init, ngunit mas mabigat; ang plastiko naman ay halos hindi nagdadala ng init, kung kaya ang mga plastikong kaso ay nangangailangan ng aktibong pagpapalamig o pagbabawas sa kapangyarihan ng aparato.

Ang mga kaso na ginagawa namin ay gawa sa die-cast aluminum (ADC12 ang aming standard alloy), at pinapakita ng mga ito ang pinakamataas na antas ng tigas at pagtitiyaga sa mga kondisyon ng panahon. Ang proseso ng die-casting ay nagpapahintulot sa amin na magtayo ng mga disenyo na may mga “fin” (mga bahaging nakakatulong sa pagdadala ng init) direkta sa loob ng kaso, sa halip na gumamit ng mga karagdagang bahagi na inilalagay nang pinagsasama-sama. Ang paglalapat ng powder coating ay nagbibigay sa mga kaso ng karagdagang proteksyon laban sa panahon. Ang mga kaso na gawa sa die-cast aluminum na may powder coating ang siyang basehan para sa pagtitiyaga ng mga produkto na ginagamit sa labas ng bahay.

Ang mga salik na nakakaimpluwensiya sa pagdadala ng init: lugar ng pagkakalapat sa hangin, mga fin, at daloy ng hangin

Ang init ay lumalabas sa aparato sa tatlong paraan, at ang magandang disenyo ay gumagamit sa lahat ng ito:

1. Konduksyon papasok sa katawan ng aparato. Ang init na nabubuo sa LED ay naglalakbay papasok sa aluminyum na shell ng aparato. Habang mas malaki ang shell, mas maraming init ang maaari nitong sumalakay at magpalawak.

1. Konveksyon mula sa ibabaw ng aparato. Mas malaking lugar ng ibabaw ay nangangahulugan ng mas mahusay na pagpapalitan ng init sa paligid na hangin. Ang mga “fin” (gulong na nakakapagpalawak ng hangin) ay karaniwang ginagamit: nagdaragdag sila ng lugar ng ibabaw habang pananatili ang aparato na kompaktado, at pinapabuti rin ang daloy ng hangin sa paligid ng shell.

1. Pasibong daloy ng hangin sa loob ng shell. Ang ilang disenyo ay nagtataglay ng mga vent (butas para sa paglalabas ng hangin) o mga bukas na nasa estratehikong mga posisyon, kaya ang hangin ay direktang nagdadala ng init palayo. Ang ganitong paraan ng pagpapalamig ay gumagana nang walang pangangailangan para sa mga fan; ang mga fan ay nagdadag ng ingay, mga nagbibigay ng pagkilos na bahagi, at gumagamit din ng enerhiya, na sa isang solar unit ay isang tunay na gastos.

Ano ang epekto ng init sa ilaw?

Ang tatlong pangyayari na resulta ng mababang pagkontrol sa init, sa pagkakasunod-sunod na madidiskubre ng mga bumibili:

• Pagbaba ng itinagal ng buhay ng LED. Ang mga LED ay mas madaling masira sa mataas na temperatura. Sa pangkalahatan, ang itinagal ng buhay ng LED ay halos nahahati kapag tumataas ang temperatura ng junction (ang temperatura sa mismong semikonduktor) ng 10°C. Ito ay isang pagkalkula lamang at maaaring magbago depende sa uri ng LED, ngunit ang pangkalahatang tendensya ay hindi nagbabago.
• Pagbaba ng kahusayan ng LED. Kapag ang LED ay napakainit, mas kakaunti ang liwanag na nagagawa nito kada watt. Kung ang ilaw ay gumagana sa temperatura na mas mataas sa inirerekumendang temperatura, magiging mas mabilis ang pagkakain ng baterya at magiging mas mahina ang ilaw na nagbibigay – ang pagbaba ng kahusayan ay nakikita sa pagbaba ng tagal ng pagtatrabaho ng ilaw.
• Pagbabago ng kulay. Kapag ang LED ay napakainit, nagbabago ang temperatura ng kulay nito at ang ilaw ay hindi magiging magkakapareho sa buong lugar. Hindi lang ang ilaw ay nagiging mas mahina; nagbabago rin ang kulay nito at nagiging may mga “mainit na spot” (mga lugar na mas matindi ang ilaw), na siyang tunay na ibig sabihin ng “mababang kalidad ng ilaw” sa gabi.

Ang problema ng pagpapalit ng pintura

Ang pinakakaraniwang dahilan ng pagkasira ng magandang disenyo na panthermal (thermal design) ay ang paggamit ng pinturang maaaring maging sanhi ng pagkasira ng mga komponenteng panthermal. Ang mga kawal ng pagpapanatili ng lokal na pamahalaan ay muling nagpinta ng mga post at ibang mga gamit upang magkasya sa disenyo ng kalye, at ang pinturang ginagamit ay nagbibigay ng pagkakakabit ng init sa mga komponenteng panthermal. Ang isang gamit na dati ay nagtataglay ng 15°C na pagkakaiba sa temperatura ay maaaring maging sapat ang init upang masira ang pagganap nito matapos ang maling pagpinta. Kami ay nagtakda nang eksakto ang kapal ng pinturang ginagamit sa mga komponenteng panthermal at nagbabala sa mga bumibili: kung kinakailangang muling pintahan ang mga ito, dapat itago ang mga bahaging panthermal o gamitin ang pinturang angkop para sa mga komponenteng panthermal. Ito ay hindi isang teoretikal na isyu – ito ay isang paulit-ulit na problema na kinakaharap ng mga tagapaglaan ng serbisyo.

Kung ano ang hindi nasasaklaw ng pahinang ito

Ang pahinang ito ay nagtutukoy sa mga materyales para sa pagtatayo ng mga gamit na panthermal at mga pamamaraan ng pagkontrol sa init. Hindi ito nagtutukoy sa mga aspekto ng optika, gaya ng pagpili ng lente, pagpapakalat ng liwanag, at mga pamantayan ng kalidad ng mga gamit na panthermal; ang mga ito ay nasa ibang larangan ng kaalaman. Ang aming tool para sa disenyo ng ilaw ay ginagamit upang magdisenyo ng pagkakasagawa ng mga gamit na panthermal. Para sa buong gamit na panthermal, kasama ang controller at ang panel na pinag-iingatan nito, tingnan ang aming linya ng mga solaryong ilaw para sa mga kalye na “all-in-one.