Áttekintés
A fénykibocsátó diódák (LED-ek) feltalálása óta jelentősen megnövekedett a fotonok mennyisége, amely átalakítható az elektromos energiából; Ennek ellenére ez közel áll a fizikai korlát eléréséhez. Abban a pontban, hogy az összes bemeneti energiát fotoszintézis fotonok formájában energiává alakítják, az elméleti maximális hatékonyság eléri. A kék LED-ek hatékonysága akár 93%-ot is elérhet, a foszfor-konvertált "fehérek" elérése elérheti a 76%-ot, a piros LED-ek pedig elérhetik a 81%-ot. Ezen fejlesztések miatt elérhetővé váltak a kertészeti világítás új kilátásai. Ebben a cikkben a következő témákat tárgyaljuk: (1) a LED -ek alapjául szolgáló fizika és hatékonyság; (2) a jelenlegi hatékonyságaLED -ek; (3) a spektrális minőség hatása a növényi termelésre; és (4) a kertészeti szerelvények potenciális hatékonysága. Ez megvalósítható a növényi morfológiára gyakorolt spektrális hatások optimalizálásával, amelyek fajokonként különböznek. Ez lehetővé teszi az előrelépéseket a fotonok hozamra történő átalakításában. Másrészt a spektrumhatások a fotoszintézisre nagyon összehasonlíthatók a fajok között; Ennek ellenére a fotoszintézis fotonok jelenleg elfogadott meghatározása, amely 400-700 nanométer között van, bizonyos módosítást igényelhet. A jelenlegi négy olyan tulajdonság, amely az összes LED -es berendezésnek rejlő négy jellemző, az áramcsökkenés, a hőcsökkenés, a vezető (tápegység) hatékonyság és az optikai veszteségek. A LED -es rögzítőelemek hatékonyságának felső határát úgy alakítják ki, hogy a LED -csomag hatékonyságát megszorozzuk e négy tényezővel. Figyelembe véve a LED -technológia jelenlegi állapotát, a számítások azt sugallják, hogy a fehér és a piros szerelvények hatékonysági korlátai 3,4 µmol J - 1, míg a kék és a piros szerelvényeknél a hatékonysági határok 4,1 µmol J - 1. A víz elleni optikai védelem és a túlzott páratartalom bevonásával ezek az értékek körülbelül 10%-kal csökkennek. Vannak kompromisszumok a csúcshatékonyság és a költségek között, amelyeket részletezünk.
Fizika
A "hatékonyság" kifejezés olyan arányokra vonatkozik, amelyek ugyanazon egységekkel rendelkeznek mind a számlálóban, mind a nevezőben, és ezeket az arányokat százalékban lehet meghatározni. A "LED hatékonyság" kifejezés az optikai teljesítmény kimenetének és az elektromos teljesítmény bemenetének arányára utal, wattként vagy százalékban. A "hatékonyság" kifejezés olyan arányokra utal, amelyeket különféle egységekben fejeznek ki. A "hatékonyság" kifejezést a kertészeti világítás területén használják a fotonok mennyiségének leírására, amelyet a bemeneti villamos energia másodpercenként képződik. Mivel a watt másodpercenként megegyezik a joule -val, ez egyszerűsíthető µmol -ra időnként. A Planck - Einstein kapcsolat, amelyet gyakran Planck -egyenletnek neveznek, egy matematikai kifejezés, amely leírja a fotonenergia és a hullámhossz közötti kapcsolatot. Ennek az egyenletnek a felhasználásával láthatjuk, hogy az energia és a hullámhossz közötti kapcsolat fordítottan arányos. A hatékonyság és a hatékonyság közötti átalakításhoz használt egyenlet, valamint a legnagyobb potenciális fotoszintetikus fotonhatékonyság kiszámításához egy adott spektrum esetében. Ezt az egyenletet a hatékonyság és a hatékonyság közötti átalakításhoz használják.
Annak meghatározása érdekében, hogy a fotonok milyen hatással vannak a növényekre a bemeneti elektromos energiamennyiséghez viszonyítva, a releváns egységeket úgy kapjuk meg, hogy a LED -ek hatékonyságát hatékonyságukká alakítják. Ez összhangban van egy, a Stark - Einstein törvény néven ismert más fizikai törvényekkel, amely szerint minden felszívódó foton esetében csak egy molekula képes reagálni. Lehetséges, hogy ezt a törvényt megismételhetjük azzal, hogy kijelenti, hogy egy foton képes egy elektron izgatására. A foton hatékonyságának hatálya ebben a munkában a fotonokra korlátozódik, amelyek hullámhosszúak 400-700 nanométer, kivéve a távoli piros LED-eket, amelyek tartalmazzák a 800 nanométer magas hullámhosszú fotonokat. Általános, hogy a LED -es csomaggyártók wattonként lumenben való hatékonyságról számolnak be, mivel ez egy értelmes mutató az emberi megvilágításhoz. Ez a mutató azonban nem alkalmazható a kertészeti megvilágításra, mivel az emberi látáshoz súlyozott fotonok mérése az emberi szem különböző színekkel szembeni érzékenysége alapján.
A LED -es csomag, amely a házban található LED -es chip, a "LED" kifejezés jelentése a cikkben. A szerelvényhez fűződő mechanikai és elektromos csatlakozások megkönnyítése mellett a ház vagy a csomagolás hőcsatornásként is szolgál, befolyásolja a fotonok eloszlását, és magában foglalja a fehér LED -ek foszforrétegét (további információkért lásd alább). A LED -csomagok a LED teljesítmény -előírások célközönsége. Ha a LED -csomagokat beépítik egy lámpatestbe, ezt LED -es lámpatestnek nevezik.
LED -ek alapvető hatékonysága a magjukban
Három alhatékonyság járul hozzá a LED-ek (LED-csomagok) általános hatékonyságához, amely e három alhatékonyság eredménye:
A kibocsátott fotonenergia, az elektron voltban kifejezett és az alkalmazott feszültség (VPhoton/VF) aránya az elektromos hatékonyság meghatározása. Ezt az arányt befolyásolja a LED belső elektromos ellenállása.
A belső kvantumhatékonyság, más néven fotononként, elektrononként, arra a folyamatra utal, amellyel az elektronok fotonokká alakulnak. Ezt a folyamatot a nem sugárzó rekombinációs útvonalak befolyásolják, amelyek magukban foglalják a szennyeződéseket és a mikrofizikai hibákat.
A LED félvezető anyagot elhagyó fotonok és a generált fotonok számának arányát a fotonkivonási hatékonyságnak nevezzük. Ezt az arányt befolyásolja mind a belső reflexió, mind a reabszorpció. A "csomagveszteségek" kifejezést a LED iparban használják, hogy a fotonok LED -csomagból történő betakarítása során bekövetkező veszteségekre utaljanak. A LED -es csomagok típusainak sokféle variációja lehet ezekben.
A Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd-t 2010-ben alapították. Ez egy nemzeti csúcstechnikai vállalkozás, amely integrálja a tervezést, a K + F-t, a Beltéri és Kültéri Világítási Termékek gyártását és értékesítését, és megteheti az OEM, ODM.
