Medidas de protección contra los riesgos de condensación de hielo en las farolas solares

Un problema que suele pasarse por alto en la promoción y aplicación de farolas solares en zonas frías es la acumulación de hielo y nieve en la superficie de las lámparas, que se forma tras su derretimiento por el calor. Una vez formado, el hielo supone un grave riesgo para la seguridad de vehículos y peatones. En particular, en el caso de las farolas LED, dado que su carcasa suele ser de aluminio, el óxido de aluminio de la superficie es un material hidrófilo, lo que aumenta la probabilidad de condensación de hielo. En 2008, una nevada a gran escala en el sur de mi país provocó la condensación de una gran cantidad de hielo en los cables de alta tensión sobre la superficie de aluminio, lo que provocó el colapso y dañó numerosas instalaciones eléctricas. Este desastre no solo se debe al clima, sino también a la alúmina, un material hidrófilo presente en los cables de alta tensión, lo que constituye un incentivo importante. Dado que afecta a la seguridad vial, prevenir la condensación de hielo es una medida de seguridad fundamental al instalar farolas solares en zonas frías.

Para resolver esta tecnología clave, analizamos las razones por las que el agua se congela en la superficie del objeto y el hielo se adhiere firmemente a ella mediante el análisis de imágenes microscópicas de la superficie del cuerpo cubierto de hielo. Los resultados experimentales revelaron que el uso exclusivo de materiales con excelentes propiedades hidrofóbicas no sería ideal para prevenir la condensación del hielo, e incluso el agua podría congelarse con mucha fuerza en la superficie de algunos materiales. Los resultados de las pruebas muestran que el hielo puede adherirse a cualquier superficie; las grietas y depresiones en la superficie del objeto son otra razón principal por la que el hielo se adhiere firmemente a la superficie del objeto; los materiales con buenas propiedades hidrofóbicas pueden retrasar el proceso de congelación, pero no pueden prevenir la formación de hielo.

Para comparar con mayor precisión la capacidad de diferentes materiales para prevenir la condensación de hielo, hemos estudiado en profundidad la relación interna entre la estructura y las propiedades superficiales, y el recubrimiento de hielo de diferentes objetos desde diferentes ángulos, incluyendo: forma estructural y recubrimiento, hielo, materiales estructurales y formación de hielo, acabado superficial y formación de hielo, y rigidez superficial y formación de hielo. Los resultados de la investigación muestran que los componentes con una estructura simple, compacta y excelentes propiedades impermeables e hidrofóbicas superficiales no son propensos a la condensación de hielo.

Con base en estos datos de prueba, instalamos farolas LED con diferentes apariencias y materiales de carcasa durante dos años consecutivos en invierno. Mediante experimentos, comprobamos que todas las lámparas tienen una apariencia lisa y uniforme; no se acumula hielo, nieve ni agua. Estructura portante: las farolas LED con excelente material de superficie hidrofóbica no causan condensación de hielo.

La mayoría de las regiones frías de mi país se encuentran en latitudes altas, con climas fríos y grandes diferencias de temperatura, lo que plantea nuevos desafíos para la aplicación de productos de alumbrado público solar. Por otro lado, el tiempo promedio anual de iluminación diaria en la mayoría de las regiones frías es mayor que el promedio nacional, por lo que el consumo de energía para iluminación también es superior. Por lo tanto, las características geográficas de días cortos y noches largas han generado una mayor demanda de aplicaciones de alumbrado público solar. En resumen, la aplicación de productos de alumbrado público solar presenta tanto desafíos como oportunidades.