Kas PV ja elektroonika soojuse hajutamise värviga kaetud alumiiniumist kitsad ribad omavad soojus- ja elektrijuhtivusnõudeid?

1. Sissejuhatus

Värviga kaetud alumiiniumist kitsad ribad on asendamatud abimaterjalid fotogalvaanilistes elektritootmises ja tarbeelektroonilistes soojuseraldussüsteemides. Neid kasutatakse laialdaselt PV-mooduli servade tihendamiseks, inverteri sisemise soojusjuhtivuse, LED-radiaatorite tarvikute ja elektroonikaseadmete korrosioonivastaste soojuse hajumise konstruktsiooniosade jaoks.

Üks elektroonikainseneride, PV-projektide projekteerijate ja ülemaailmse hankepersonali kõige sagedamini otsitud küsimusi on järgmine: kas PV- ja elektrooniliste soojuse hajumise stsenaariumide jaoks mõeldud värvilise kattega alumiiniumist kitsastel ribadel on kohustuslikud soojus- ja elektrijuhtivuse nõuded.

Paljud ostjad ajavad segamini pinnavärvi isolatsiooniefekti alumiiniumist aluspinnale omase juhtivusega, mis põhjustab vale materjalivaliku ja seadmete soojuse hajumise rikke. See artikkel selgitab juhtivuse standardeid, mõjutegureid ja professionaalseid valikukriteeriume värviliste alumiiniumribade jaoks PV ja elektroonilise soojuse hajumise stsenaariumides.

2. Põhivastus: kas juhtivuse nõuded on kohustuslikud soojuse hajutamise värvilise alumiiniumi kitsa riba jaoks?

Lõplik vastus on jah, kuid nõuded sõltuvad funktsionaalsest rakendusest. Mitte kõik soojust hajutavad värvilised alumiiniumist kitsad ribad ei vaja kõrget elektrijuhtivust, samas kui soojusjuhtivus on kõigi soojuse hajumise mudelite põhinäitaja.

Kaks rakendusstsenaariumide klassifitseerimisstandardit

Puhas soojuse hajutamise ja dekoratiivsed stsenaariumid: PV-mooduli välisservade tihendite, elektrooniliste ümbriste dekoratiivääriste ja kontaktivabade soojuse hajutamise tarvikute jaoks. Need ribad vajavad ainult stabiilset soojusjuhtivust, et toetada soojuskiirgust, ilma rangete elektrijuhtivuse nõueteta. Pinnavärvi kate mängib kaitsvat ja kaunistavat rolli, mõjutamata südamiku soojuse hajumist.

Kahekordse soojuse hajumise ja elektrijuhtivuse stsenaariumid: inverteri sisemiste soojusjuhtivusribade, kõrgsageduslike elektrooniliste varjestusribade ja maandusühenduste abiribade jaoks. Need tooted nõuavad nii kõrget soojusjuhtivust kiireks soojusülekandeks kui ka stabiilset elektrijuhtivust seadmete maandamiseks, elektromagnetilise varjestuse ja vooluahela juhtivuse jaoks.

Peamised erinevused: substraadi juhtivus vs katte isolatsioon

Tööstuses levinud eksiarvamus on, et värviline kate vähendab alumiiniumribade juhtivust. Tegelikult moodustab orgaaniline kate pinnale ainult isolatsioonikihi ega saa muuta alumiiniumisulamist põhimiku soojus- ja elektrijuhtivust.

Alumiiniumist metallsüdamik säilitab alati fikseeritud juhtivuse, mille määrab sulami koostis. Värvikile põhjustab vaid vähese pinnasoojustakistuse ja pinnaisolatsiooni, mis ei mõjuta alumiiniumriba aluspinna üldist soojusülekannet ja sisemist juhtivust.

3. Kuidas alumiiniumsulamist põhimik määrab juhtivuse

Sulami klass on värviga kaetud kitsaste alumiiniumribade soojus- ja elektrijuhtivuse määrav tegur. Erinevatel alumiiniumsulamite seeriatel on tohutu juhtivuse erinevus, mis kohandub otseselt erinevate PV ja elektrooniliste soojuse hajumise vajadustega.

Soovitatavad sulamid PV ja elektroonilise soojuse hajutamiseks

1050/1060 puhas alumiinium (esimene valik soojuse hajutamiseks ja juhtimiseks)

Alumiiniumi puhtusaste on üle 99,5%, sellel seerial on ülikõrge soojusjuhtivus (220–230 W/m·K) ja elektrijuhtivus kuni 58–60% IACS. Sellel on stabiilne soojusülekande efektiivsus, suurepärane paindevormitavus ja sekundaarsel töötlemisel pole värvi koorumist. See on kõige sobivam substraat suure võimsusega elektroonilise soojuse hajutamise ja PV-inverteri soojusjuhtivuse kitsaste ribade jaoks.

3003 Al-Mn sulam (ainult välistingimustes PV kaunistamiseks)

3003 sulamil on parem roostekindlus ja tõmbetugevus, mis sobib välistingimustes PV-mooduli servade tihendamiseks ranniku- ja niiskes keskkonnas. Selle soojusjuhtivus on aga umbes 15% madalam kui 1050 sulamil, seega ei soovitata seda põhiliste elektrooniliste soojusjuhtivuskomponentide jaoks.

Levinud sulamite juhtivusparameetrite võrdlus

4. Värvkatte mõju soojuse hajumisele ja juhtivusele

PE, HDP ja PVDF orgaanilised katted on mitteolulised tegurid, mis mõjutavad värviliste alumiiniumist kitsaste ribade pinna jõudlust. Mõistlik katte valik võib minimeerida soojustakistust ja vältida juhtivuse katkemist.

Värvikile põhjustatud soojustakistus

Standardne ühepoolse katte paksus 8–12 μm tekitab väikese soojustakistuse, mis ei mõjuta üldist soojuse hajumist. Liiga paksud kahepoolsed katted takistavad aga soojusvahetust. Kõrge täpsusega elektrooniliste soojuseraldusseadmete jaoks võtavad tootjad kasutusele õhukese kilega suure emissioonivõimega musta katte – musta värvi kõrge infrapunakiirguse jõudlus kompenseerib värvikile soojustakistust, saavutades parema soojuse hajumise kui tühi alumiinium.

Elektriliste kontaktosade pinnaisolatsiooni oht

Kõik orgaanilised värvikatted on isolatsioonimaterjalid. Seadmete maandamiseks ja elektriühenduseks kasutatavate kitsaste alumiiniumribade puhul põhjustab kogu pinna katmine vooluahela avanemist ja liigset kontakttakistust.

Arenenud tööstuslahendus on osaliselt maskeeriva katmise tehnoloogia: reservi katmata alumiiniumist alad kontaktservades ja klemmides, et tagada stabiilne elektriline järjepidevus, samas kui ülejäänud pind on kaetud korrosiooni- ja kriimustusvastase kaitsega.

Optimeeritud kattelahendused soojust hajutavatele ribadele

- Elektrooniline sisemine soojuseraldus: õhuke ühepoolne must kõrge emissioonivõimega kate

- Välistingimustes kasutatavad PV servaliistud: HDP kõrge ilmastikukindlusega tavapärane kate

- Juhtivad ja varjestusribad: osaline varjamine katmata töötlemine

5. Stsenaariumipõhised juhtivusnõuded PV- ja elektroonikaväljadele

Fotogalvaanilise tööstuse rakendusstandardid

PV-mooduli dekoratiivsed servaliistud: seadke esikohale ilmastikukindlus ja korrosioonikindlus, mille juhtivuse nõuded on madalad. 3003 sulamist HDP värviga kaetud ribad on tavaline valik.

PV-inverteri sisemised soojusjuhtivusribad: nõutav on range soojusjuhtivuse standard (≥220 W/m·K). Ainult 1000-seeria puhtast alumiiniumist aluspinnad on kvalifitseeritud, seadmete maandamiseks on kohustuslikud reserveeritud juhtivad kontaktpinnad.

Elektroonilise soojuse hajumise rakendusstandardid

LED-radiaatorid, lülitustoiteallikad ja laadimiskuhjaga soojuseraldusribad sõltuvad puhta alumiiniumi kõrgest soojusjuhtivusest, et kiiresti töösoojust eksportida. Enamik elektroonikatootjaid valib sisemise kiirguse soojuse hajumise tõhususe parandamiseks mattmustad õhukese kattega ribad.

EMI-varjestusnõuetega kõrgsageduslike elektroonikaseadmete jaoks vajavad kitsad alumiiniumribad nii soojuse hajutamist kui ka kontuurijuhtivust, muutes osalise katmata töötlemise oluliseks tootmisprotsessiks.

6. Korduma kippuvad küsimused

Kas 3003 värvi alumiiniumist kitsaid ribasid saab kasutada elektrooniliseks soojuse hajutamiseks?

Seda ei soovitata kasutada suure võimsusega elektrooniliste südamiku soojust hajutavate osade jaoks. 3003 sulami madal soojusjuhtivus põhjustab pikaajalise suure koormusega töötamise ajal soojuse akumuleerumist ja laastude ülekuumenemist. See sobib ainult välistingimustes PV dekoratiivstseenide jaoks, millel pole kõrgeid soojusjuhtivusnõudeid.

Kas must kate parandab alumiiniumribade soojuse hajumise efekti?

Jah. Must kõrge emissioonivõimega kate võib oluliselt parandada infrapunakiirguse soojuse hajumist. Kuigi värvikile annab väikese soojustakistuse, on üldine soojuse hajumise efekt suletud elektroonikaseadmetes palju parem kui katmata alumiiniumribadel.

Kuidas kohandada alumiiniumribasid nii korrosioonivastase katte kui ka juhtivusega?

Kasutage osaliselt maskeeriva katmise tehnoloogiat. Hoidke kontaktklemmid ja servaalad metalli juhtivuse säilitamiseks katmata ning katke ülejäänud pinnad täielikult, et saavutada korrosioonivastane, kriimustusvastane ja kaunid efektid.

7. Järeldus

PV- ja elektrooniline soojuseraldusvärviga kaetud alumiiniumist kitsastel ribadel on selged ja erinevad soojus- ja elektrijuhtivuse nõuded. Soojusjuhtivus on vajalik näitaja kõigi soojuse hajumise toodete jaoks, samas kui elektrijuhtivus on kohustuslik ainult juhtiva maanduse ja varjestuse korral.

Alumiiniumisulamist põhimik määrab südamiku juhtivuse ja värviline kate mõjutab ainult pinna isolatsiooni ja soojustakistust, muutmata aluspinnale omast jõudlust. Tegeliku hanke ja projekteerimise käigus peaksid insenerid valima südamiku soojusjuhtivuse ja juhtivate osade jaoks 1000-seeria puhta alumiiniumi ning optimeerima katmisprotsesse vastavalt kasutusstsenaariumidele, et tasakaalustada soojuse hajumist, juhtivust ja korrosioonivastast jõudlust.

8. CTA

Kas vajate kohandatud värviga kaetud alumiiniumist kitsaid ribasid konkreetsete soojus- ja elektrijuhtivuse parameetritega PV või elektrooniliste soojuse hajutamise projektide jaoks? Tasuta näidiste ja tööstusharule vastavate materjalide testimise aruannete saamiseks võtke ühendust meie professionaalse meeskonnaga.