كيفية توليد الحرارة من مصابيح الشوارع الشمسية

في النهاية، لا يتحول سوى حوالي 30-40% من الطاقة الكهربائية المدخلة إلى طاقة ضوئية، بينما تتولد النسبة المتبقية البالغة 60-70% من الطاقة بشكل رئيسي عن طريق اهتزاز الشبكة البلورية الناتج عن إعادة التركيب غير الإشعاعي، مما يؤدي إلى تكوين طاقة حرارية. فهل... إضاءة الطريق بالطاقة الشمسية هل تولد حرارة؟ ما مقدار الحرارة التي يمكن أن تولدها؟ ما مقدار الحرارة التي تولدها مصابيح LED؟ مع ارتفاع درجة حرارة الشريحة، يزداد إعادة التركيب غير الإشعاعي، مما يُضعف كفاءة الإضاءة. هذه الحرارة الزائدة قد تُسبب مشاكل أثناء الاستخدام. إضافةً إلى ذلك، يجهل الكثير ممن يستخدمون مصابيح LED عالية الطاقة لأول مرة كيفية حل مشكلة الحرارة بفعالية، مما يجعل موثوقية المنتج مشكلة رئيسية. عند تطبيق جهد التشغيل الأمامي لمصباح LED، تحصل الإلكترونات على الطاقة من مصدر الطاقة. وبفعل المجال الكهربائي، تتغلب على المجال الكهربائي لوصلة PN وتنتقل من المنطقة N إلى المنطقة P. تتحد هذه الإلكترونات مع الفجوات في المنطقة P. ولأن الإلكترونات الحرة التي تنجرف إلى المنطقة P تمتلك طاقة أعلى من إلكترونات التكافؤ في المنطقة P، فإنها تعود إلى حالة طاقة منخفضة أثناء إعادة التركيب، وتُطلق الطاقة الزائدة على شكل فوتونات. يرتبط طول موجة الفوتونات المنبعثة بفرق الطاقة. يُلاحظ أن منطقة انبعاث الضوء تتركز بشكل أساسي بالقرب من وصلة PN، ويعود انبعاث الضوء إلى إعادة اتحاد الإلكترونات والفجوات لإطلاق الطاقة. في ثنائي أشباه الموصلات، تواجه الإلكترونات مقاومة طوال مسارها من دخولها إلى منطقة أشباه الموصلات وحتى خروجها منها. ببساطة، يتساوى عدد الإلكترونات المنبعثة من القطب السالب المصدر مع عدد الإلكترونات العائدة إلى القطب الموجب. في الثنائيات العادية، عند حدوث إعادة اتحاد أزواج الإلكترون-فجوة، لا يقع طيف الفوتونات المنبعثة ضمن نطاق الضوء المرئي بسبب اختلاف مستويات الطاقة. على سبيل المثال، تستهلك الإلكترونات الطاقة أثناء مرورها داخل الثنائي نتيجةً لوجود المقاومة. الطاقة المستهلكة تتوافق مع القوانين الأساسية للإلكترونيات: ρ = √(I²R) ρ = √(I²(RN + RP)) + √(IVTH). في هذه الصيغة: RN هي المقاومة الكلية للمنطقة N، وVTH هو جهد التشغيل لوصلة PN، وRP هي الطاقة المتولدة من المقاومة الكلية للمنطقة P. الحرارة الناتجة هي: ρ = √(Pt). في هذه الصيغة: t هو زمن تنشيط الثنائي. في جوهرها، لا يزال الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) صمامًا ثنائيًا شبه موصل. لذلك، عندما يعمل الصمام الثنائي الباعث للضوء في الاتجاه الأمامي، فإن عملية عمله تتوافق مع الوصف أعلاه. الطاقة الكهربائية التي يستهلكها هي: ρ = √(PLED × ULED × ILED). في هذه الصيغة: ULED هو الجهد الأمامي عبر مصدر ضوء الصمام الثنائي الباعث للضوء، وILED هو التيار المار عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء. تتحول هذه الطاقة الكهربائية المستهلكة إلى حرارة وتُطلق: ρ = √(PLED × t). في هذه الصيغة: t هو زمن التنشيط. في الواقع، لا تُستمد الطاقة المنبعثة من الإلكترونات عند إعادة اتحادها مع الفجوات في المنطقة P بشكل مباشر من مصدر الطاقة الخارجي، بل لأن الإلكترونات موجودة في المنطقة N حيث لا يوجد مجال كهربائي خارجي، وبالتالي يكون مستوى طاقتها أعلى من مستوى طاقة إلكترونات التكافؤ في المنطقة P بمقدار Eg. عندما تصل الإلكترونات إلى المنطقة P، تتحد مع الفجوات لتصبح إلكترونات تكافؤ في المنطقة P، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. يُحدد حجم Eg بواسطة المادة نفسها ولا علاقة له بالمجال الكهربائي الخارجي. يتمثل تأثير مصدر الطاقة الخارجي على الإلكترونات في دفعها للحركة في اتجاه محدد والتغلب على تأثير وصلة PN. لا علاقة لإنتاج الحرارة من مصابيح الشوارع الشمسية بكفاءة الإضاءة؛ فلا توجد علاقة بين نسبة ضئيلة من الطاقة الكهربائية المستخدمة لتوليد الضوء، والنسبة الضئيلة المتبقية المستخدمة لتوليد الحرارة. من خلال فهم مفاهيم توليد الحرارة في مصابيح LED عالية الطاقة، والمقاومة الحرارية، ودرجة حرارة الوصلة، واستنباط الصيغ النظرية، وقياس المقاومة الحرارية، يمكننا دراسة تصميم التغليف الفعلي، وتقييم مصابيح LED عالية الطاقة، وتطبيقاتها العملية. تجدر الإشارة إلى أن إدارة الحرارة تُعدّ مسألةً أساسيةً في المرحلة الحالية، حيث لا تزال كفاءة الإضاءة لمنتجات LED منخفضة. ويُعدّ التحسين الجذري لكفاءة الإضاءة لتقليل توليد الطاقة الحرارية هو الهدف الأساسي. ويتطلب ذلك تقدماً تقنياً شاملاً في جميع جوانب تصنيع الرقائق، وتغليف مصابيح LED، وتطوير تطبيقاتها. [تم تنظيم المحتوى أعلاه ونشره لكم من قِبل مصنّعي مصابيح إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية]

تلتزم شركة Guangzhou Litel Technology Co.,Ltd. بتقديم مجموعة واسعة من الخدمات والمنتجات عالية الجودة لعملائنا.

جودة ممتازة وبسعر مناسب، الأفضل لدى شركة ليتل للتكنولوجيا. لا تفوت الفرصة!

تؤمن شركة Guangzhou Litel Technology Co.,Ltd. دائمًا بأن متوسط ​​ربحية شركتنا كافٍ.

إذا قامت شركة Guangzhou Litel Technology Co.,Ltd. بإضافة خطط بيع، وتقديم المزيد من مصابيح الطاقة الشمسية، وزيادة مناطق الخدمة، فإنها ستلبي احتياجات المزيد من المستخدمين.