هل يمكن حل مشكلة تبديد الحرارة في مصابيح الشوارع بتقنية LED؟

في مصابيح الشوارع بتقنية LED المُطوّرة من المصابيح التقليدية، حتى مع استخدام هيكل من الألومنيوم كمشتت حراري، يتم تركيب مصدر الضوء ودائرة التشغيل بالكامل داخل غلاف المصباح المصنوع من سبائك الألومنيوم. ورغم مراعاة مستوى الحماية المطلوب، يبقى مصدر الضوء داخل غلاف مغلق. لا يمكن تبديد الحرارة المتولدة أثناء التشغيل في الهواء، مما يُعرّض وحدة LED ودائرة التشغيل لظروف تشغيل قاسية. ترتفع درجة حرارة التشغيل بشكل حاد، مما يؤدي إلى تدهور إضاءة LED وتلفها، وكذلك دائرة التشغيل نتيجة ارتفاع درجة الحرارة. يُقلل هذا التلف من موثوقية مصابيح LED وعمرها الافتراضي.

يُعدّ تبديد الحرارة وحماية مصابيح الشوارع بتقنية LED مشكلة خاصة بهذا القطاع. لذا، ينبغي إجراء تخطيط لتحسين النظام في اختيار المواد والتخطيط الهيكلي لمعالجة التناقض بين تبديد حرارة مصابيح LED وحماية المنتج.

تأثير تصميم تبديد الحرارة على عمر مصابيح LED. نظرًا لانخفاض شدة شعاع الضوء الصادر من مصباح LED واحد في هذه المرحلة، تُوضع العديد من مكونات LED المطلوبة في وحدة واحدة لتطبيقات الإضاءة العامة لتحقيق الإضاءة اللازمة. ولأن كفاءة التحويل الكهروضوئي لمصباح LED لا تتجاوز 15-20%، فإن الباقي يتحول إلى طاقة حرارية. لذا، فإن دمج العديد من مصابيح LED في وحدة واحدة يزيد من صعوبة تبديد الحرارة. تكمن المشكلة في أن هذه الحرارة ستؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة وحدة LED، مما يُقلل من جهد التشغيل، ويُضعف شدة الإضاءة، ويُطيل طول موجة الضوء.

كما أنه يؤثر على قوة مشغل LED، ويعرض حياة المكونات المغناطيسية ومكثفات الإخراج للخطر، وما إلى ذلك، ويقلل من موثوقية مشغل LED، ويقلل بشكل كبير من عمر LED، ويسرع من اضمحلال ضوء LED.

عند التخطيط لأعمدة إنارة الشوارع بتقنية LED، يعتمد التخطيط الجيد لتبديد الحرارة بشكل أساسي على الاعتبارات التالية:

1- زيادة القدرة الضوئية لـ LED، وزيادة التيار (الطاقة)، ​​وتقليل درجة حرارة وصلة رقاقة LED (موجب).

2- تعتمد مصابيح LED ذات الأداء البصري العالي والموثوقية العالية على درجة حرارة وصلة شريحة LED (Tj,).

لذا، يُعدّ التخطيط الحراري الجيد هو التحكم في درجة حرارة وصلة الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)، وتتمثل الطرق الرئيسية لتبديد الحرارة في التوصيل الحراري، والحمل الحراري، والتباعد. في الوقت نفسه، يُعدّ التوصيل الحراري والحمل الحراري أكثر أهمية لتبديد حرارة الصمام الثنائي الباعث للضوء، بينما يُعدّ التباعد أقل أهمية.