والمشكلة الفعلية المتمثلة في ارتفاع استخدام الكهرباء ذات درجات الحرارة المنخفضة -: إنها تلك المعضلة بين الانتقال من ولاية إلى أخرى فيما يتعلق بأشياء الكريستال السائل.
الزيادة الهائلة في لزوجة LC بالإضافة إلى جهد العتبة.
تتوقف حركة البلورات السائلة بقوة أكبر عند درجات الحرارة المنخفضة؛ هذا هو الأسي. النوع TN من البلورات السائلة المعتادة لها لزوجة تصل إلى 8 مرات أعلى من 25 درجة (-40 درجة: 50 سنتي بواز، 400 سنتي بواز): يستغرق هذا وقتًا أطول بكثير لقلب الجزيء، حوالي 64 مرة أطول. تريد دائرة القيادة أن تستمر الاستجابات بهذه الوتيرة، لذا سنجعل الجهد الكهربي لدينا ينتقل من ثلاثة فولت إلى اثني عشر فولتًا، مما يجعل استخدامنا للطاقة أكبر بستة عشر مرة مما هو عليه حاليًا. باستخدام بيانات القياس الحقيقية من أداة بحث علمية قطبية، يمكننا أن نلاحظ أنه عند -40 درجة مئوية إذا قام المرء ببساطة بزيادة جهد القيادة الخاص به، فسوف يلاحظ ارتفاعًا في إنفاق الطاقة الكهربائية بمقدار 120 ميجاوات.
تأثير الاستقطاب الناتج عن انخفاض حركة الأيونات.
عند درجات الحرارة المنخفضة، ينخفض أيون موبي في البلورات السائلة من 10⁻¹²cm² V/s عند 25 درجة ويصل إلى ما يصل إلى 10⁻¹⁴cm² V/s حول -40 درجة مما يتسبب في تراكم الباقي. قطبية مضادة مع دوائر القيادة ذات نبضات قطبية متناوبة (ثنائية القطب). يتم زيادة استخدام الطاقة بنسبة 30%. تم اختبار منظمات الحرارة الصناعية باستخدامه وكان هناك ضبابية عند -20 درجة بمعدل 40٪ ولكن عند التبديل لتحسين المحرك ثنائي القطب، وجد أنه يستهلك طاقة أكبر بمقدار 45 ميجاوات ولكنه كان تحسنًا جيدًا للغاية نحو كونه أفضل من المحرك أحادي القطب.
وتسخين/تبريد. سوف تتأثر الأفلام المستقطبة بالحرارة/البرودة. مواد الختم تخضع للحرارة/التبريد.
عند درجة حرارة منخفضة، تكون نسبة انكماش المستقطب 0.3%/ درجة، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الاستقطاب إلى 80% عند -40 درجة عندما تكون 95% عند 25 درجة. تعويض فقدان الضوء بزيادة سطوع الإضاءة الخلفية: 25%، وبالتالي زيادة استهلاك الطاقة لمصابيح LED. يكشف قياس معين لمشروع أجهزة سيارة معينة- أنه بعد تطبيق مستقطب PVA المعتمد على الفلور، انخفض استهلاك الطاقة-الخلفية عند -30 درجة من 120 ميجاوات إلى 90 ميجاوات، أي بنسبة 25%.
هناك مشكلة في التكيف مع درجات الحرارة المنخفضة في دائرة القيادة-، بدءًا من اختيار الأجزاء وحتى تحسين الشكل.
مثل الهاوية، انخفضت كفاءة مضخة الشحن.
في درجات الحرارة المنخفضة، تنخفض كفاءة التحويل لمضخات الشحن التقليدية بشكل ملحوظ: تنخفض من 85% عند درجة حرارة الغرفة إلى 40% فقط عند - 40 درجة. مضخة الشحن مثل 3. 3V إلى 12V، ستحتاج إلى ارتفاع تيار الإدخال حتى 50 مللي أمبير، وعندما يتم الوصول إلى -40 درجة مئوية، يرتفع إجمالي استهلاك الطاقة للنظام بأكمله بنسبة 150% تقريبًا. بعض مشاريع أجهزة الاستشعار الصناعية، خفضت استهلاك الطاقة بنسبة 60% عند -40 درجة مئوية بسبب استخدام محول DC-DC الخارجي الذي أدى إلى تحسين مستوى الكفاءة بنسبة 88%.
توازن متعارض لدورة العمل ومعدل الإطار
من أجل منع تجميد جزيئات الكريستال السائل، يلزم زيادة معدل إطارات المحرك من قيمته النموذجية البالغة 32 هرتز إلى 128 هرتز، وفي الوقت نفسه نحتاج إلى خفض دورة التشغيل إلى 1/2 حتى يظل استهلاك الطاقة الإجمالي تحت السيطرة. أشار اختبار محطة مراقبة سلسلة التبريد إلى أن استخدام دورة العمل بمعدل إطارات 128 هرتز + 1/2 يمكن أن يصل إلى ذروة استهلاك الطاقة بما يصل إلى 380 ميجاوات، إلا أن هذا يسمح لنا بتقليل تأخير العرض من 500 مللي ثانية إلى 80 مللي ثانية فقط وتلبية متطلبات تنبيه الوقت الحقيقي-.
تكلفة الطاقة على تقنية السرعة الزائدة
جهد النبض=1.5 * جهد الحالة المستقر المطبق أثناء الانتقال بين الرموز على أي مقطع واحد ويتم الحفاظ عليه طوال المفتاح (3 - 5 مللي ثانية)، سيؤدي ذلك إلى تسريع عملية تقليب الجزيء ولكنه يتسبب أيضًا في زيادة ذروة الطاقة المستخدمة. وفقًا للقياسات الحقيقية لبعض أجهزة قياس الطاقة، بعد استخدام تقنية أكثر من -محرك، ارتفع كود مقطع فردي للتبديل في -40 درجة مئوية من 80 ميجاوات إلى 120 ميجاوات، إلا أن فترة تحديث العرض الكاملة انخفضت من 1.2 ثانية إلى 150 مللي ثانية.
حل على مستوى النظام لتحسين الطاقة: من ابتكار المواد إلى الخوارزميات
تقدم جديد في تطبيقات المواد البلورية السائلة المضادة للتجمد
بالنسبة لمركب الكريستال السائل المشبع بالفلور Tg (مثل سيكلوهكسيل ثنائي الفينيل المفلور) يكون أقل من -60 درجة، ولزوجته عند -40 درجة هي 250 سنتي بواز فقط (ربع البلورات السائلة التقليدية). وبعد أن استخدمنا هذه الأشياء، تسببت في انخفاض جهد القيادة لشيء آخر من معدات العلوم القطبية التي يستخدمونها، بدءًا من الحاجة إلى 12 فولت لتكون قادرًا على تشغيله إلى الرغبة في القدرة على العمل على 8 فولت بدلاً من ذلك، مما يجعل استخدام الطاقة ينخفض بمقدار النصف أو 56% أقل من ذي قبل. أضف ما بين 5% إلى 10% من بلورات السيلوكسان السائلة ذات السلسلة الجانبية لتقليل اللزوجة بنسبة 15% إلى 20% أخرى وتقليل أوقات التقليب الجزيئي إلى أكثر من 60 مللي ثانية.
تصميم القطب الكهربي مدفوعًا بهياكل ميكرو/نانو
من خلال إنشاء الطباعة الحجرية الضوئية لهياكل تشبه النتوءات الصغيرة جدًا-أعلى الطبقة الموصلة الشفافة المعروفة باسم ITO، يتم تعزيز شدة المجال الكهربائي المحلي (E=U/d)، مما يقلل الجهد المطلوب بحوالي 30 بالمائة. في بعض اختبارات HMI للمشروع التي تم إجراؤها في الصناعة، عندما تم استخدام القطب الكهربائي الصغير والنانوي، لوحظ أنه عند -40 درجة انخفض استهلاك طاقة القيادة من 450 ميجاوات إلى 320 ميجاوات وهو ما يمثل انخفاضًا بنسبة 29٪
تقنية التسخين بالنبض على مستوى المللي ثانية
يشغل فيلم تسخين الجرافين ربع مساحة الشاشة. قم بتوصيله بالجزء الخلفي من لوحة LCD لتدفئة المكان القريب بنبضات تبلغ 10 مللي ثانية مع نسبة تشغيل تبلغ 10% لتأخذنا من -40 درجة إلى -20 درجة . تشير الأرقام الحقيقية لمشروع العدادات الذكية الفعلي إلى أنه حتى التدفئة الصغيرة تستهلك أقل من 45 ميجاوات؛ ومع ذلك، فهو يخفض جهد القيادة عن طريق الانتقال من 12 فولت إلى 8 فولت - مما يؤدي إلى انخفاض إجمالي استهلاك الطاقة بنسبة 60%!
خوارزمية التحديث المدفوعة بالحدث
صمم آلية تحديث عند الطلب-لحرف العرض "التحديث الثابت + المفاجئ" في جهاز إنترنت الأشياء: يتم التحديث كل 10 ثوانٍ عندما يكون ثابتًا، وسيتحول التحديث المفاجئ إلى تحديث سريع بمعدل 128 هرتز. تعمل خوارزمية اختبار المحطة اللوجستية لسلسلة التبريد على تقليل متوسط استهلاك الطاقة من 150 ميجاوات إلى 80 ميجاوات وإطالة عمر البطارية بنسبة 90%.
حالة التطبيقات الصناعية: دراسة علمية قطبية وسلسلة التبريد الصناعية.
مستشعر الدراسة العلمية القطبية
اعتمدت محطة أبحاث علمية معينة في القطب الجنوبي نوعًا معينًا من أجهزة استشعار درجة الحرارة التي تستخدم هذا النوع من حمض البيرفلورو كربوكسيليك من المركب البلوري السائل مع هذا النوع المحدد من الأقطاب الكهربائية النانوية الدقيقة التي تم إعدادها من أجل التمكن من توفير تحديث كامل للعرض مرة كل 150 مللي ثانية داخل محيط حيث قد ينخفض الغلاف الجوي الخارجي إلى -50 درجة مئوية دون سحب ما يزيد عن مائة وثمانين مللي واط من الطاقة أثناء وجوده أيضًا. يتم تشغيلها ببطاريتين AA تدوم لمدة عامين تقريبًا على الأكثر في ظل الظروف العادية.
محطات مراقبة سلاسل التبريد الصناعية
استخدمت إحدى شركات لوجستيات سلسلة التبريد المعينة- حلًا للتجديد يعتمد على المناسبة + طبقة الجرافين الدافئة، مما أدى إلى خفض متوسط استهلاك الطاقة لديها إلى أقل من النصف، حيث انخفض بمقدار 120 ميجاوات في جو يبلغ -25 درجة إلى 65 ميجاوات، كما أدى ذلك إلى زيادة وقت تغيير البطاريات لدينا من حوالي شهرين إلى فترة تتراوح من 4 إلى 5 أشهر.
أنظمة أدوات المركبات الفضائية
يستخدم بعض أنواع أجهزة الكشف عن الفضاء السحيق الضوء الخلفي للنقطة الكمومية + تقنيات التعتيم الديناميكي، من خلال ضبط السطوع الذي يختلف بناءً على ظروف الإضاءة المحيطة (-100 درجة - 80% عند 1000 لوكس، -25% عند 50 لوكس) مما يقلل من استخدام طاقة الإضاءة الخلفية بمقدار 45 واط إلى 15 واط، مما يؤدي إلى معدل تخفيض إجمالي قدره 67%.
