Cách thiết kế sự tản nhiệt của đèn tường ngoài trời mặt trời

Đèn tường ngoài trời mặt trời , như một thiết bị chiếu sáng ngoài trời tích hợp ba chức năng của việc phát điện quang điện, lưu trữ năng lượng và ánh sáng, được sử dụng rộng rãi ở những nơi như sân, tường, lối đi, công viên và tường bên ngoài thương mại. Trong quá trình hoạt động ngoài trời lâu dài, các hạt đèn LED, mạch điều khiển, pin và tấm pin mặt trời sẽ tạo ra nhiệt. Nếu thiết kế tản nhiệt kém, dễ dàng gây ra sự phân rã ánh sáng, giảm hiệu quả, tuổi thọ rút ngắn và thậm chí các mối nguy hiểm an toàn. Do đó, một hệ thống phân tán nhiệt hợp lý là một liên kết chính để đảm bảo hoạt động lâu dài và ổn định của đèn tường mặt trời.

Nguồn cốt lõi của các vấn đề tản nhiệt
Nguồn nhiệt của đèn tường mặt trời chủ yếu đến từ các khía cạnh sau:
Nhiệt nguồn LED ánh sáng: Mặc dù LED có những ưu điểm của hiệu suất ánh sáng cao và mức tiêu thụ năng lượng thấp, 20% -30% năng lượng điện vẫn được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt.
Tích lũy nhiệt pin: Trong quá trình sạc và xả, đặc biệt là trong môi trường nhiệt độ cao, pin lithium sẽ tạo ra nhiệt đáng kể.
Dây dẫn nhiệt mạch: Kiểm soát chip, cuộn cảm, tụ điện và các thiết bị khác sẽ tạo ra nhiệt khi làm việc.
Đun nóng bức xạ mặt trời: Cơ thể đèn tiếp xúc với mặt trời trong một thời gian dài và nhiệt độ vỏ tăng đáng kể, ảnh hưởng đến sự tản nhiệt của các thành phần bên trong.

Thiết kế cấu trúc phân tán nhiệt thụ động
Hầu hết các đèn tường ngoài trời mặt trời đều áp dụng sự tản nhiệt thụ động, nghĩa là chúng không dựa vào các thiết bị tản nhiệt hoạt động như quạt và đạt được giải phóng nhiệt hiệu quả thông qua tối ưu hóa cấu trúc.
Thiết kế vây tản nhiệt
Một số đèn tường năng lượng mặt trời cao cấp sử dụng vỏ đúc một mảnh hợp kim nhôm, và vây tản nhiệt được thiết kế gần mô-đun LED. Những vây này làm tăng diện tích bề mặt tản nhiệt, tăng tốc hiệu suất trao đổi nhiệt và nhanh chóng chuyển nhiệt của đèn LED sang không khí bên ngoài, kiểm soát hiệu quả nhiệt độ tiếp giáp của nguồn sáng và ngăn ánh sáng quá nhanh quá nhanh.
Tối ưu hóa đường dẫn nhiệt tổng thể
Lập kế hoạch hợp lý bề mặt tiếp xúc giữa mô -đun LED và thân đèn, và sử dụng các vật liệu dẫn nhiệt cao (như mỡ nhiệt và miếng đệm nhiệt) để kết nối đèn LED và đế tản nhiệt để tạo thành đường dẫn nhiệt tốt, giảm hiệu quả khả năng chống nhiệt và nâng cao hiệu quả tản nhiệt.
Thiết kế cách nhiệt pin
Pin thường được sắp xếp trong khoang được phân lập từ đèn LED và nguồn nhiệt được phân tách bằng các kênh cotton cách nhiệt hoặc không khí ở giữa để ngăn nhiệt được chuyển sang pin và trì hoãn quá trình lão hóa pin. Ngoài ra, một số sản phẩm sử dụng vật liệu lớp bên trong phản xạ để giúp chặn bức xạ nhiệt bên ngoài.

Áp dụng vật liệu kiểm soát nhiệt hoạt động
Ngoài tối ưu hóa cấu trúc, một số sản phẩm cao cấp đã bắt đầu giới thiệu các vật liệu kiểm soát nhiệt để cải thiện hiệu suất tản nhiệt.
Nhựa dẫn độ dẫn nhiệt cao thay thế ABS truyền thống
Đèn tường mặt trời truyền thống thường sử dụng vỏ nhựa ABS, chi phí thấp và dễ xử lý, nhưng có độ dẫn nhiệt kém. Hiện tại, các sản phẩm mới đang dần sử dụng nhựa dẫn nhiệt cao hoặc vật liệu dẫn điện nhiệt nano, có thể cải thiện đáng kể khả năng tản nhiệt trong khi vẫn duy trì khả năng chống thấm nước và khả năng chống thời tiết.
Công nghệ lớp phủ Nano bề mặt
Một số nhà sản xuất thêm lớp phủ dẫn điện nhiệt nano trên bề mặt đèn tường để giảm tốc độ hấp thụ bức xạ mặt trời và tăng cường khả năng bức xạ nhiệt. Phương pháp này phù hợp để sử dụng ở nhiệt độ cao và các khu vực ánh nắng mặt trời mạnh (như Trung Đông và Đông Nam Á) để trì hoãn sự gia tăng nhiệt độ của bề mặt đèn.

Tác động của sự tản nhiệt đối với cuộc sống của toàn bộ đèn
Một hệ thống phân tán nhiệt hợp lý không chỉ đảm bảo hoạt động ổn định của đèn dưới nhiệt độ cao vào mùa hè, mà còn cải thiện đáng kể tuổi thọ của toàn bộ đèn. Dữ liệu cho thấy trong điều kiện tản nhiệt tốt, tuổi thọ của chip LED có thể đạt hơn 50.000 giờ, trong khi tuổi thọ của pin giảm khoảng 30% cho mỗi lần tăng nhiệt độ hoạt động của pin. Do đó, hiệu suất phân tán nhiệt trực tiếp xác định độ tin cậy và tuổi thọ dịch vụ của đèn tường mặt trời.

Xu hướng phát triển của thiết kế kiểm soát nhiệt độ thông minh
Với sự phát triển của công nghệ chiếu sáng mặt trời, một số sản phẩm đã thêm các chip điều khiển nhiệt độ của nhiệt điện trở (NTC). Khi đèn LED hoặc pin được phát hiện bị quá nóng, độ sáng sẽ tự động giảm hoặc nguồn sáng tạm thời tắt, do đó thực hiện kiểm soát nhiệt độ thông minh. Công nghệ này đã dần trở nên phổ biến trong ánh sáng công cộng và giám sát bảo mật đèn tường tích hợp, trở thành một hướng quan trọng để phát triển thông minh.

Kiểm tra và chứng nhận hiệu suất tản nhiệt
Hiện tại, một số hệ thống chứng nhận quốc tế như UL, Tüv, IEC62471, v.v. đã sử dụng hiệu suất tản nhiệt làm một trong những tiêu chuẩn tham khảo để chứng nhận sản phẩm chiếu sáng LED. Các nhà sản xuất chất lượng cao sẽ tiến hành thử nghiệm toàn vòng về sự tản nhiệt của đèn thông qua phân tích hình ảnh nhiệt, kiểm tra lão hóa nhiệt độ không đổi, kiểm tra chu kỳ nhiệt và các phương tiện khác để đảm bảo hoạt động ổn định của sản phẩm trong các môi trường cực đoan khác nhau.