Medidas de proteção contra os riscos de condensação de gelo em postes de iluminação solar.

Um problema que muitas vezes passa despercebido na promoção e aplicação de postes de iluminação solar em áreas frias é o acúmulo de gelo e neve na superfície das lâmpadas, e o gelo formado após o derretimento pelo calor. Uma vez formado, o gelo representa um grande risco à segurança de veículos e pedestres. Isso é especialmente preocupante para postes de iluminação LED, já que a carcaça da lâmpada geralmente é feita de alumínio, e o óxido de alumínio em sua superfície é um material hidrofílico, o que aumenta a probabilidade de condensação de gelo. Em 2008, uma grande nevasca no sul do país causou a condensação de uma grande quantidade de gelo nos cabos de alta tensão revestidos de alumínio, resultando no colapso e danos a diversas instalações elétricas. Esse desastre não foi causado apenas pelas condições climáticas, mas também pelo fato de o cabo de alta tensão, revestido de alumínio, ser um material hidrofílico, o que também contribuiu significativamente para o problema. Como isso afeta a segurança do tráfego rodoviário, a prevenção da condensação de gelo é uma medida de segurança essencial que deve ser considerada na aplicação de postes de iluminação solar em áreas frias.

Para solucionar esse problema tecnológico crucial, analisamos, por meio de análises microscópicas da superfície de objetos cobertos de gelo, as razões pelas quais a água congela e o gelo adere firmemente a essas superfícies. Os resultados experimentais mostraram que o uso exclusivo de materiais com excelentes propriedades hidrofóbicas não é suficiente para impedir a condensação do gelo, e que a água pode congelar fortemente em alguns materiais. Os testes demonstram que: o gelo pode aderir a qualquer superfície; rachaduras e depressões na superfície do objeto são outro fator importante para a forte aderência do gelo; materiais com boas propriedades hidrofóbicas podem retardar o processo de congelamento, mas não impedem completamente a sua formação.

Para comparar com maior precisão a capacidade de diferentes materiais em prevenir a condensação de gelo, estudamos profundamente a relação intrínseca entre a estrutura da superfície, as propriedades da superfície e o revestimento de gelo de diferentes objetos sob diversas perspectivas, incluindo: forma estrutural e revestimento; gelo, materiais estruturais e formação de gelo; acabamento da superfície e formação de gelo; rigidez da superfície e formação de gelo. Os resultados da pesquisa mostram que os componentes com estrutura de forma simples, estrutura compacta e excelentes propriedades impermeáveis ​​e hidrofóbicas da superfície não são propensos à condensação de gelo.

Com base nesses dados de teste, instalamos postes de iluminação LED com diferentes aparências e materiais de revestimento durante dois invernos consecutivos. Através dos experimentos, constatamos que todas as luminárias apresentaram uma aparência lisa e uniforme, sem acúmulo de gelo, neve ou água. Além disso, os postes de iluminação LED com excelente material de superfície hidrofóbico não apresentaram condensação de gelo.

A maior parte das regiões frias do meu país está localizada em altas latitudes, com clima frio e grande amplitude térmica, o que traz novos desafios para a aplicação de produtos de iluminação pública solar. Por outro lado, o tempo médio diário de iluminação na maioria das regiões frias é maior do que a média nacional, portanto, o consumo de energia para iluminação também é maior do que a média nacional. Assim, as características geográficas de dias curtos e noites longas aumentaram a demanda por aplicações de iluminação solar. Em suma, a aplicação de produtos de iluminação solar apresenta tanto desafios quanto oportunidades.