Mesures de protection contre les risques de condensation de glace sur les lampadaires solaires

Un problème souvent négligé lors de la promotion et de l'installation de lampadaires solaires dans les régions froides est l'accumulation de glace et de neige sur la surface des lampes, la glace se formant après la fonte par la chaleur. Une fois formée, cette glace représente un danger important pour la sécurité des véhicules et des piétons. C'est particulièrement vrai pour les lampadaires LED, dont le boîtier est généralement en aluminium. L'oxyde d'aluminium en surface est un matériau hydrophile, ce qui favorise la formation de glace. En 2008, d'importantes chutes de neige dans le sud de la Chine ont provoqué la formation de glace sur les câbles à haute tension, dont la surface en aluminium était recouverte d'oxyde d'aluminium. Ces câbles se sont effondrés, endommageant de nombreuses installations électriques. Cette catastrophe n'est pas uniquement due aux conditions météorologiques ; l'hydrophilie de l'alumine, matériau à l'origine de ce problème, constitue également un facteur important. La prévention de la formation de glace est donc une mesure de sécurité essentielle pour la sécurité routière lors de l'installation de lampadaires solaires dans les régions froides.

Afin de résoudre ce problème technologique crucial, nous avons analysé, par imagerie microscopique, les raisons pour lesquelles l'eau gèle à la surface d'un objet et que la glace y adhère fermement. Les résultats expérimentaux ont montré que l'utilisation de matériaux aux excellentes propriétés hydrophobes ne suffit pas à empêcher la condensation de la glace, et que même l'eau peut geler fortement sur certains matériaux. Les tests ont démontré que : la glace peut adhérer à n'importe quelle surface ; les fissures et les creux présents à la surface de l'objet constituent un autre facteur important de cette adhérence ; les matériaux hydrophobes peuvent ralentir le processus de congélation, mais ne peuvent empêcher la formation de glace.

Afin de comparer plus précisément la capacité de différents matériaux à empêcher la condensation de la glace, nous avons étudié en profondeur la relation entre la structure de surface, les propriétés de surface et le givrage de différents objets sous différents angles : forme et revêtement, glace, matériaux de structure et givrage, finition de surface et givrage, rigidité de surface et givrage. Les résultats de la recherche montrent que les composants présentant une structure de forme simple et compacte, ainsi que d'excellentes propriétés d'imperméabilité et d'hydrophobie, sont peu sujets à la condensation de la glace.

À partir de ces données de test, nous avons installé des lampadaires LED de différentes apparences et matériaux de revêtement pendant l'hiver, et ce, pendant deux années consécutives. Nos expériences ont révélé que tous les lampadaires présentaient une surface lisse et uniforme, sans accumulation de glace, de neige ou d'eau. De plus, les lampadaires LED dotés d'un revêtement hydrophobe performant ne provoquent pas de condensation.

La plupart des régions froides de mon pays se situent à des latitudes élevées, caractérisées par un climat froid et d'importantes variations de température, ce qui complexifie l'application des systèmes d'éclairage routier solaire. Par ailleurs, la durée moyenne d'éclairage quotidien y est supérieure à la moyenne nationale, entraînant une consommation d'énergie plus élevée. Ainsi, les caractéristiques géographiques de ces régions, avec leurs jours courts et leurs nuits longues, ont engendré une demande accrue en solutions d'éclairage solaire. En conclusion, l'utilisation de l'éclairage solaire présente à la fois des défis et des opportunités.