Жоғары тиімді жарықдиодты шамдарға арналған жылуды басқару

Жоғары тиімді жарықдиодты шамдар ваттқа шаққандағы тамаша люмен шығысын және ұзақ қызмет ету мерзімін ұсынады, бірақ олардың өнімділігі мен ұзақ қызмет ету мерзімі түйіспе температурасына және тиімді жылулық дизайнға байланысты. Қалалық күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары бағдарламалары, бөлінген күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарын орнату және барлығы бір жерде күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары үшін жылуды басқару міндетті емес - ол люменге техникалық қызмет көрсетуді, жүргізушінің сенімділігін, батареяның жылулық кернеуін және меншіктің жалпы құнын анықтайды. Бұл нұсқаулықта жылу физикасы түсіндіріледі, жобалау нұсқалары бағаланады (материалдар, радиаторлар, жүргізушілер, ауа ағыны), жүйелерді қалай тексеру және тексеру керектігі көрсетілген және далалық ақауларды азайту және инвестициядан энергияны қайтаруды оңтайландыру бойынша практикалық қадамдар ұсынылған. АҚШ Энергетика министрлігі және IES стандарттары сияқты беделді дереккөздер валидация үшін сілтеме жасайды. .

Сыртқы жарықтандыру үшін жылуды басқарудың маңыздылығы неде?

Жарықдиодты түйіспе температурасы және оның әсері

Жарықдиодты шамдардағы электрлік-оптикалық түрлендіру pn түйіспесінде жүреді; түйіспе температурасының жоғарылауы (Tj) жарық тиімділігін төмендетеді, түс нүктесін өзгертеді және люменнің тозуын жеделдетеді. Әдеттегі жоғары қуатты жарықдиодтар Tj жоғарылауымен люмен шығысының төмендеуін көрсетеді, бұл ретте қоқыс пен химиялық құрамына байланысты -0,2%/°C және -0,5%/°C аралығындағы жылдамдықтар байқалады. АҚШ Энергия министрлігі қызмет ету мерзімі мен люменді күтіп ұстау түйіспе температурасымен және жетек тогымен тығыз байланысты екенін атап өтеді (DOE SSL).

Жүйелік деңгейдегі әсерлер: модуль, драйвер, батарея

Күн энергиясымен жұмыс істейтін жарықтандыру жүйелері үшін — муниципалдық күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарының желілері, бөлінген күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарының құрылғылары (ФК/батареяны шамнан бөлетін) және барлығы бір жерде күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары үшін — жылулық жүктемелер бірнеше компоненттерге әсер етеді. Шамдардың жоғары температурасы жарықдиодты құрылғы мен жүргізуші электроникасына кері әсер етеді; батареяның өнімділігі мен циклдің қызмет ету мерзімі де жоғары қоршаған орта температурасында төмендейді. Бөлінген жүйелерде батареяларды жарықдиодты жылу көзінен алыс ұстау үшін жылу оқшаулауын пайдалануға болады; барлығы бір жерде дизайнында ықшамдылық жылу байланысын арттырады және интеграцияланған жылу стратегияларын қажет етеді.

Қоршаған орта және пайдалану шекаралық жағдайлары

Сыртқы құрылғылар кең ауқымды қоршаған орта диапазонына бейімделген (мысалы, көптеген климаттық жағдайларда -20°C-тан +50°C-қа дейін). Күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары күндіз тікелей күн сәулесінде жұмыс істейді, бұл қоршау температурасын қоршаған орта температурасынан жоғарылатады. Жобалау мақсаттары номиналды қоршаған орта (Tc немесе Ts нүктесі) және күн жүктемесі кезіндегі ең нашар түйіспе температурасын ескеруі керек.

Жылулық дизайн негіздері және материалдары

Жылу жолы: қоршаған ортамен түйісу

Жылулық басқару - бұл түйіспеден (Tj) → қаптама → модуль негізі → жылулық интерфейс материалдары (TIM) → радиатор/қоршау → қоршаған ортадан басталатын тізбек. Әрбір сегмент жылулық кедергіге (°C/W) үлес қосады. Жалпы жылулық кедергіні азайту - Tj-ді номиналды жетек токтарында жарық диодты және драйвер ұсынған диапазонда ұстау мақсаты. Жалпы жылулық қабылдағыш теориясын қараңыз:Жылу қабылдағыш (Уикипедия).

Материалдар: алюминий, мыс, композиттер және жылу интерфейсі материалдары

Материалдың жылу өткізгіштігі дизайнға қатты әсер етеді. Әдеттегі өткізгіштік: мыс ~385 Вт/м·К, алюминий ~205 Вт/м·К. Механикалық, құны мен салмағының арасындағы айырмашылықтар әдетте алюминий қорытпаларын көше шамдары үшін негізгі жылу қабылдағыш материал етеді; мыс жылу таратқыштар үшін таңдамалы түрде қолданылады. Кеңейтілген шешімдер кеңістік шектеулі ықшам All-in-One күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарында жылуды тиімді тасымалдау үшін композиттік өзектерді, бу камераларын немесе жылу құбырларын пайдаланады.

Жылу интерфейсі инженериясы

Жарықдиодты MCPCB мен радиатор арасында жылу өткізгіш төсемдерді, желімдерді немесе фазалық ауысу материалдарын пайдалану жанасу кедергісін азайтады. Таңдау жылу өткізгіштігін, механикалық сәйкестікті (жылу циклін басқару үшін) және сыртқы беріктікті (ылғалға/ультракүлгін сәулелерге төзімділікті) теңестіруі керек. Жоғары сенімділіктегі муниципалды орналастырулар үшін ұзақ мерзімді тұрақтылығы дәлелденген және жылу кедергісінің құжатталған мәндері бар TIM пайдаланыңыз.

Әр түрлі күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарының архитектураларына арналған практикалық стратегиялар

Қалалық күн сәулесімен жұмыс істейтін көше шамдары: беріктігі және техникалық қызмет көрсетуге жарамдылығы

Муниципалдық бағдарламалар көпжылдық люменді күтіп ұстауды және болжамды техникалық қызмет көрсету циклдарын талап етеді. Негізгі стратегиялар:

• Конвективті салқындатуды барынша арттыру және шаңның жиналуына қарсы тұру үшін радиатор беттерін жобалаңыз; дөңгелек геометриялары бар ұнтақпен қапталған қанатшалар ластануды азайтады.
• Электрониканы салқын ұстау үшін мүмкіндігінше жүргізуші мен аккумуляторға арналған бөлек бөлімдерді пайдаланыңыз. Желдету стратегиялары кіріп кетуден аулақ болу керек - қысымды теңестіру мембраналарын пайдаланыңыз.
• LM-80 сынақтан өткен жарықдиодтарын көрсетіңіз және люменді күтіп ұстау үшін TM-21 проекцияларын пайдаланыңыз; сатып алу кезінде жеткізушінің сынақ деректерін талап етіңіз.

Бөлінген күн сәулесі бар көше шамы: жылу бөлудің артықшылықтары

Бөлінген күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарының конструкциялары фотоэлектрлік және батареяны бөлек корпусқа (көбінесе баған негізінде немесе жерге орнатылған) орналастырады, бұл шамдағы жылуды басқаруды айтарлықтай жеңілдетеді. Артықшылықтары:

• Жарықдиодты модуль мен драйверді аккумуляторды қыздыру байланысынсыз ауа ағынына оңтайландыруға болады.
• Батареяның қызмет ету мерзімі температура реттелетін немесе көлеңкелі қоршауға орнатылғандықтан жақсарады.
• Батареяларға техникалық қызмет көрсету оңайырақ және қауіпсіз.

Барлығы бір жерде күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары: ықшамдылық озық жылу шешімдерін қажет етеді

Барлығы бір жерде орнатылған күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары кеңістікті шектейді және күн энергиясының жүктемесі мен жарықдиодты/қозғалтқышты қыздырудың үйлесіміне қарсы тұрады. Тиімді тәсілдерге мыналар жатады:

• Жарықдиодты массивтен сыртқы қанаттарға жылу беру үшін ішкі жылу құбырларын немесе бу камераларын пайдалану.
• Корпус ішіндегі жылу бөлу (шағылыстыратын ішкі бөгеттер) күн жылуын жүргізуші/аккумулятор бөлімінен алыс ұстау үшін.
• Белсенді термиялық бақылау және қуатты азайту: ішкі температура шекті мәндерден асып кеткен кезде жарықдиодты жетектің тогын азайту үшін температура сенсорларын қосу, қысқа мерзімді шығыс шығыны есебінен қызмет ету мерзімін қорғау.

Тестілеу, біліктілік және көрсеткіштер

Стандарттар және сынақ әдістері

Жарықдиодты шамдар үшін LM-80 сынағын және люменді күтіп ұстау болжамдары үшін TM-21 сынағын көрсетіңіз — люменнің ұзақ мерзімді тозуын болжау үшін салалық қабылданған үйлесім (IES). Толық шамдар үшін IEC стандарттарына және IES TM-21 нұсқауларына жүгініңіз. Қоршауды қорғау және қоршаған ортаға төзімділік үшін IP және IK рейтингтері қажет. Сапа менеджменті және аудиттер үшін ISO 9001 және TÜV сертификаттары маңызды — ISO қараңыз:ISO 9001.

Сұрау және тексеру үшін негізгі көрсеткіштер

Жеткізушілерді немесе өнімдерді бағалау кезінде келесі құжатталған көрсеткіштерді сұраңыз:

• Жарықдиодты Tc нүктесі және жетек тогының жылулық көтерілу қисықтары
• LM-80 сынақ есептері және TM-21 экстраполяциялары (L70 25°C температурада және қолжетімді болған жағдайда жоғары түйіспе температураларында)
• Түйіспеден қоршаған ортаға немесе түйіспеден корпусқа дейінгі жылу кедергісінің (Rth) мәндері
• Драйвердің термиялық деградация қисықтары және қуат сапасы/тиімділігі температураға қарсы

Зертханалық және далалық валидация

Зертханалық термиялық циклді, термиялық бейнелеуді және қоршаған орта камералық сынақтарын мақсатты климатта кезең-кезеңмен жүргізілетін далалық сынақтармен біріктіріңіз. Толық қуатты жұмыс кезіндегі термиялық бейнелеу (ИК) ыстық нүктелерді тексереді. Муниципалдық масштабтағы енгізулер үшін ірі сатып алулар алдында орнатуға қатысты мәселелерді анықтау үшін әртүрлі микроклиматтарда 10-50 бағанды ​​сынақтан өткізіңіз.

Салыстыру және деректерге негізделген нұсқаулық

Төменде өнім архитектуралары бойынша типтік жылулық факторларды қорытындылайтын салыстырмалы кесте берілген, ол сатып алу және дизайн бойынша компромисс шешімдері үшін пайдалы.

Деректер мен дизайн таңдаулары тәуелсіз сынақ зертханалары арқылы және жеткізуші ұсынған сынақ құжаттамасын талап ету арқылы тексерілуі керек.

Іске асыру бойынша кеңестер, техникалық қызмет көрсету және жаңғырту

Орнату және бағанның үстіңгі жағына қатысты мәселелер

Орнату бағыты конвективті салқындатуға әсер етеді. Ауа ағынына кедергі келтіретін көлденең бекітпелер жылу кедергісін арттырады. Бар тіректерді қайта орнатқан кезде, тіректің жоғарғы жағындағы қораптың жылуды ұстамайтынына көз жеткізіңіз (желдетілетін мачта бастарын немесе жылу өткізгіш адаптерлерді пайдаланыңыз).

Жылулық өнімділікті сақтау үшін техникалық қызмет көрсету әдістері

Радиатор қанаттарынан шаң мен құс саңғырын кетіру үшін үнемі тазалау конвективті жылу алмасуды сақтайды. Жоспарланған техникалық қызмет көрсету терезелері кезінде TIM және тығыздағыштарды тексеріп, тозуды анықтау үшін маңызды қондырғыларда жыл сайын Tc нүктесінің температурасын өлшеңіз.

Ескі шамдарды жаңарту стратегиялары

Ескі шамдар үшін, егер ішкі батареяларға термиялық қосылыс мерзімінен бұрын істен шығуға әкелсе, бөлінген күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарының конфигурациясына түрлендіруді қарастырыңыз. Немесе, жылуды жақсы сіңіру немесе мәжбүрлі конвекциямен біріктірілген (егер қуат пен техникалық қызмет көрсету мүмкіндік берсе), төмен жетекті токтары және жоғары тиімділігі бар жарықдиодты модульдерге ауыстырыңыз.

Кейс-стади және жеткізушінің мүмкіндіктері: Queneng Lighting

Queng Lighting (2013 жылы құрылған) күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарына, күн прожекторларына, күн бақша шамдарына, күн көгал шамдарына, күн бағаналы шамдарға, күн фотоэлектрлік панельдеріне, портативті сыртқы қуат көздері мен батареяларына, жарықтандыру жобаларын жобалауға және LED мобильді жарықтандыру индустриясын өндіру мен дамытуға бағытталған. Жылдар бойы даму барысында Queng бірнеше тізімделген компаниялар мен инженерлік жобалар үшін белгіленген жеткізушіге айналды және қауіпсіз және сенімді кәсіби басшылық пен шешімдер ұсына отырып, күн энергиясымен жұмыс істейтін жарықтандыру инженерлік шешімдері бойынша ойлау орталығы ретінде қызмет етеді.

Queng компаниясының бәсекеге қабілетті артықшылықтарына тәжірибелі ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар тобы, озық өндірістік жабдықтар, қатаң сапаны бақылау және жетілген басқару жүйелері жатады. Компания ISO 9001 сапа кепілдігі бойынша бекітілген және TÜV сияқты халықаралық органдармен аудиттелген. Сертификаттарға CE, UL, BIS, CB, SGS және MSDS кіреді, бұл муниципалдық және коммерциялық сатып алуларға қойылатын талаптарды қолдайды. Queng компаниясының жылу энергиясын басқаруға қатысты өнім портфолиосына күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары, күн сәулесімен жұмыс істейтін жарық шамдары, күн көгал шамдары, күн бағана шамдары, күн фотоэлектрлік панельдері, бөлінген күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары жүйелері және барлығы бір жерде күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары кіреді. Queng компаниясы өз өнім желісінде жылулық дизайнға баса назар аударады: экструдирленген алюминий радиаторларынан және интеграцияланған бу камерасының шешімдерінен бастап батареяларды шамдардың қызуынан оқшаулайтын модульдік бөлінген конфигурацияларға дейін.

Жеткізушілерді бағалайтын сатып алушылар үшін Queneng компаниясының құжатталған LM-80/TM-21 сынақ есептері, жылулық модельдеу мүмкіндіктері және тәуелсіз үшінші тарап сертификаттау тарихы сатып алу тәуекелін азайтуы мүмкін. Queneng сонымен қатар жарықтандыру жобасын жобалауды және дайын шешімдердің бөлігі ретінде жергілікті жерде жылулық тексеруді ұсынады - бұл өмірлік цикл шығындары ең маңызды болатын муниципалдық енгізулер үшін құнды.

Жиі қойылатын сұрақтар (Жиі қойылатын сұрақтар)

1. Күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарында жарықдиодты түйіспелер қаншалықты қауіпсіз жұмыс істей алады?

Қауіпсіз түйіспе температурасы жарықдиодты жәшікке және өндірушінің сипаттамаларына байланысты; көптеген жоғары қуатты жарықдиодтар максималды Tj 125°C–150°C температураны көрсетеді. Ұзақ қызмет ету мерзімі күтілетін жағдайлар үшін (L70 > 50 000 сағат), жобалық нысандар әдетте номиналды жұмыс кезінде Tj < 85°C болады, мүмкін болған жағдайда төмен нысандар болады. Жарықдиодты өндірушінің LM-80/TM-21 деректерімен тексеріңіз.

2. Барлығы бір жерде күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарында жылу батареяның қызмет ету мерзімін қысқарта ма?

Иә. Қоршау температурасының жоғарылауы батареяның тозуын жеделдетеді, әсіресе литий химиясы үшін, циклдің қызмет ету мерзімі мен сыйымдылығын төмендетеді. Батареяларды шамнан бөлетін бөлінген күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдарының архитектуралары тікелей термиялық байланыстан аулақ болу арқылы батареяның қызмет ету мерзімін айтарлықтай ұзарта алады.

3. Барлығы бір жерде жобалар үшін жылу құбырлары қажет пе?

Әрқашан емес, бірақ жылу құбырлары немесе бу камералары шам жинақы және пассивті қанатша ауданы шектеулі болған кезде практикалық және үнемді болады. Олар корпус өлшемін ұлғайтпай, жылуды сыртқы қанатшаларға таратуға көмектеседі.

4. Термиялық өнімділік үшін жеткізушілерден қандай сынақтарды талап етуім керек?

Жарықдиодты шамдар үшін LM-80 есептерін, люменді күтіп ұстауға арналған TM-21 проекцияларын, қоршаған ортаға қосылатын жылу кедергісі деректерін, жүргізушінің жылулық деградация қисықтарын және номиналды қуаттағы толық шамның жылулық бейнелеу есебін сұраңыз. Сыртқы беріктік үшін IP және IK рейтингтерін және материалдың коррозияға төзімділік деректерін қажет етеді.

5. Ыстық климат үшін термиялық деградацияны қалай көрсетуім керек?

Жергілікті климаттық деректерге негізделген консервативті қоршаған орта температурасын пайдаланыңыз (мысалы, ыстық аймақтар үшін 40°C–50°C) және таңдалған қоршаған ортада өндірушінің жылулық модельдеуін немесе камера нәтижелерін талап етіңіз. Сонымен қатар, қызмет ету мерзімін қорғау үшін қуатты азайту стратегияларын немесе жетек тогын анықталған Tc шектерінен жоғары төмендететін микробағдарламалық қорғаныс шараларын талап етіңіз.

6. Қолданыстағы натрий немесе металл галогенидті көше шамдарын жарықдиодты шамдарға қайта орнату жылу мәселелерін тудыруы мүмкін бе?

Жаңғырту кезінде бағанның жоғарғы жағындағы кеңістік пен жылудың таралуын ескеру қажет. Көптеген жаңғыртылған жарықдиодты модульдер сәулелену жылуы тұрғысынан ескі HID көздеріне қарағанда салқынырақ жұмыс істейді, бірақ әлі де радиаторлар арқылы жақсы өткізгіштік жолдарын қажет етеді. Жаңғырту жинағының жеткілікті радиатор алаңын қамтамасыз ететініне көз жеткізіңіз немесе бағанның жоғарғы жағындағы кеңістік шектеулі болса, бөлінген шешімге көшуді қарастырыңыз.

Байланыс және келесі қадамдар

Егер сіз муниципалды енгізуді, пилоттық орналастыруды немесе техникалық сипаттамаларды жаңартуды жоспарлап отырсаңыз, сатып алу процесінің басында жарықтандыру инженерлерімен кеңесіңіз. Өнім нұсқалары, жылулық сынақ құжаттамасы және дайын шешімдер үшін, әсіресе бөлінген күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары мен барлығы бір жерде жұмыс істейтін күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары үшін, техникалық ұсыныстар, сертификаттар және жоба сілтемелері үшін Queng Lighting компаниясына хабарласыңыз. Жылулық дизайнды климаттық және пайдалану мақсаттарыңызға сәйкестендіру үшін өнім каталогтарын қараңыз немесе инженерлік бағалауды сұраңыз.

Байланыс:Баға ұсыныстары, техникалық деректер парақтары немесе термиялық валидация сынағын ұйымдастыру үшін Queng Lighting компаниясына хабарласыңыз. Күн энергиясымен жұмыс істейтін көше шамдары, күн сәулесімен жұмыс істейтін жарық шамдары, күн көгал шамдары, күн бағана шамдары, күн фотоэлектрлік панельдері, бөлінген күн сәулесімен жұмыс істейтін көше шамдары шешімдері және барлығы бір жерде күн сәулесімен жұмыс істейтін көше шамдары сияқты күн энергиясымен жұмыс істейтін жарықтандыру өнімдерінің желілерін зерттеңіз.

Анықтамалар:АҚШ Энергетика министрлігінің қатты денелі жарықтандыру бағдарламасы (energy.gov); IES стандарттары және TM-21 нұсқаулығы (ies.orgЖылу қабылдағыштың негіздері ();wikipedia.org); Жарықдиодты шамдарға техникалық шолу (wikipedia.orgISO 9001 стандартына шолу ();iso.org).